用于机动车底部结构的纵向框架和机动车底部结构

摘要

本发明涉及一种用于机动车底部结构(100)的具有至少两个纵向段(2，3)的纵向框架(1；1′)，通过所述纵向段(2，3)在重叠区域(4)内至少局部重叠，使所述纵向段(2，3)相互连接成共同的纵向结构。纵向段(2，3)之一具有侧壁(5)，其在所述重叠区域(4)内具有用于连接到车厢底板(110)上的连接段(6)，而另一个纵向段(3)在所述重叠区域(4)内具有至少部分贴靠在侧壁(5)上的对置壁(7)，其在连接段(6)以外仍旧贴靠在侧壁(5)上。此外附加或可选的是，还设置有至少一个纵向结构(8)，使得纵向结构(8)和纵向段(2，3)中的至少一个共同在纵向框架(1；1′)的纵向段上延伸。本发明还涉及一种用于机动车的底部结构。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车底部结构的纵向框架，其具有至少两个纵向 段，通过所述纵向段在重叠区域内至少局部重叠，使所述纵向段相互连接成 共同的纵向结构。本发明还涉及一种用于机动车的底部结构。

背景技术

现代机动车必须满足将来法律上对CO₂排放量的规定。因此，在发展下 一代机动车时力求减轻车辆的重量。在减轻机动车重量的过程中，同样要实 现法律上保护乘客的要求。尽管要降低车辆重量，但为了充分满足保护乘客 的要求，还要力求为加强车身采取进一步措施。

在此背景下，车身往往设置有连续的框架结构。在此，车身的前框架和 后框架通过所谓的框架延长件彼此连接。该框架延长件通常安置在车身的车 厢底板下面，其中该车厢底板又在机动车的乘客舱区域内形成底板结构。

这样的框架结构通常有两个侧面纵向框架，它们借助一个或者多个横向 结构彼此连接。每个纵向框架的框架延长件一般都由至少两个纵向段构成， 它们彼此连接成一个共同的纵向结构。为此这些纵向段至少局部在重叠区域 重叠。

为了满足将来保护乘客的高要求，车身框架结构的新发展方向是，这些 纵向段，尤其是纵向段的重叠区域要具备抵抗机动车的侧向碰撞的能力。该 框架结构，尤其是在该纵向段的范围内，和在纵向段的重叠区域中应该耐受 对机动车的正面冲击，以便达到进一步改善保护乘客的目的。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，提供一种具备前述特征的用于机 动车底部结构的纵向框架，与现有技术相比所述纵向框架能承受较高的机动 车侧向撞击的力。另外，还提供一种用于机动车的底部结构，其适宜使用这 种纵向框架。

所述技术问题通过一种用于机动车底部结构的纵向框架以及另一种用 于机动车底部结构的纵向框架和一种用于机动车的底部结构得以解决。

按照本发明的用于机动车底部结构的，尤其用于车身底部结构的纵向框 架具有至少两个纵向段，通过所述纵向段在重叠区域内至少局部重叠，使所 述纵向段相互连接成共同的纵向结构。

所述重叠区域可以位于机动车或车身的车厢底板区域内。所述纵向段可 以分别是机动车或车身的前框架和后框架的延长段。

按照本发明规定，纵向段中的一个具有侧壁，其在重叠区域内具有连接 段，用于连接车厢底板或者车身的或机动车的其他构件，并且另一个纵向段 在重叠区域内具有至少部分贴靠在所述侧壁的对置壁，其在连接段以外也贴 靠在所述侧壁上。

通过所述措施在重叠区域内仅使用相对较少的材料便实现了纵向段的 相互连接，因为纵向段之一的对置壁只是在侧壁的一个区域上延伸，从而实 现侧壁和对置壁的重叠。相对于一种纵向框架，其中纵向段在重叠区域内具 有基本相同的截面形状，从而为了形成对置壁需要更多的材料，因为在这种 情况下对置壁一直延伸至连接段上，而当使用按照本发明的纵向框架时，与 上述纵向框架相比则由此节省了重量。

当对置壁在侧壁的连接段以外也贴靠侧壁时，在机动车受到侧向碰撞时 产生更优化的力的导入，因为只有纵向段中的一个通过连接段固定在车厢底 板或车身的其他构件上，并且以此使作用在另一个纵向段上的力，通过贴靠 在其连接段外侧的对置壁，使在侧面撞击中作用的力不会继续传导至车厢底 板或者其他构件上。

例如，只要侧向撞击只出现在具有对置壁的纵向段区域上，冲击力就不 直接作用在连接段上，并以此不作用在与之连接的车厢底板上或者可能的机 动车构件上或车身构件上，使得车厢底板或者其他车身构件或车身构件在这 种情况下，与基本上与侧壁相吻合的并且延伸至连接段的对置壁相比，更好 地针对侧向冲击力受到保护。因此按照本发明的纵向框架比至今的已知纵向 框架更好地承受侧向撞击时的高冲击力。

建议所述对壁跟随侧壁的变化走势，尤其紧贴在所述侧壁上，尤其该对 置壁转入侧壁。以此实现平缓的过渡，其在撞车时反作用于壁段和对置壁的 连接处过早的超负荷。所述侧壁优选指在纵向框架已安装状态下基本呈直角 或垂直矗立的侧壁。如此定向的侧壁在纵向框架已安装状态下，能够通过侧 壁和对置壁承受侧向撞击时作用的侧向力。

按照本发明一个设计方案规定，所述重叠区域沿着纵向框架的纵向长形 地延伸，尤其是在该长形的延伸段上，侧壁和对置壁借助至少一个，优选多 个焊接、咬合连接、铆接和/或粘接相互连接。以此达到该纵向段彼此特别坚 固的连接。

按照本发明另一个设计方案规定，这些纵向段中的一个或者全部纵向段 在纵向框架的纵向上具有S形的变化走势，尤其是S形延伸。由此，纵向框 架的几何改变通过其具有平缓过渡的纵向延伸而实现，这样在机动车受到侧 向撞击时有效地对抗构件过早的超负荷。

建议该S形的变化走势撑开或界定出一个平面，该平面在纵向框架装入 机动车或车身的状态下基本上平行于机动车底板。在纵向框架已安装状态下 该平面优选基本上处于水平。通过纵向框架的在该平面延伸的S形外形，在 乘客舱底部区域内实现了两个安装在底部结构内的纵向框架的间隔距离的 扩大，以便在该区域内通过纵向框架彼此间扩大的间距可以提供更大的安装 空间，用于部件的安装，如油箱、蓄电池、排气装置、万向轴以及可能的燃 料和/或制动管路。

另外建议S形的变化走势附加地界定出一个平面，该平面在纵向框架装 入机动车或车身的状态下基本垂直或者至少是倾斜地从下向上或者从上向 下的变化过程。由此可以借助纵向段弥补前框架和在乘客舱底板下部框架之 间的框架结构的高度差，尤其是借助纵向段实现了在前框架和安置在乘客舱 下部的框架段之间的连接。

此外规定，纵向段之一或全部纵向段在纵向框架的纵向上共同具有S形 的变化走势，其中S形是纵向延伸的。这个措施也可以在纵向框架的几何改 变区域内达到尽可能的平缓过渡，以此对抗撞车时构件过早的超负荷。

在纵向框架装入机动车或车身的状态下，该S形可以在用于前轮的容纳 区域上延伸。在纵向框架装入机动车或车身的状态下，沿前进行驶方向看， 指向后的纵向段还可以基本上以到相邻的车门槛结构的侧壁相同的距离安 置。

相对于前述类型的纵向框架附加或可选的是，一种用于机动车底部结构 用的按照本发明的纵向框架，其具有至少两个纵向段，通过所述纵向段在重 叠区域内至少局部重叠，使所述纵向段相互连接成共同的纵向结构，按照本 发明附加地设置有至少一个纵向结构，使得纵向结构和至少一个纵向段共同 在纵向框架的纵向段上延伸。

由此，所述纵向框架能够耐受机动车的侧向撞击，因为纵向结构用作为 至少一个纵向段中的附加稳定结构或增强结构，以便纵向结构和至少一个纵 向段至少在该纵向段上共同延伸。由此，按照本发明的纵向框架比至今已知 的未包含所述纵向结构的纵向框架更好地对抗侧向撞击时的高冲击力。最终 以此改善机动车受到侧向撞击时对乘客的保护。

建议所述纵向结构用于连接车门槛结构。从而在撞车时，尤其是机动车 受到侧向撞击时优化负荷的导入。

为此，所述纵向结构优选在其纵向延伸段上设计用于连接车门槛结构。

另外，纵向结构优选基本平行于车门槛结构延伸，以便可以实现纵向结 构和车门槛结构的特别良好的连接。

另外建议，所述纵向结构通过纵向端部连接在至少一个纵向段上。以此 形成特别稳定的连接，从而反作用于受侧向撞击时引起的冲击力。

所述纵向结构优选在重叠区域内连接在至少一个纵向段上。以此借助纵 向结构附加地增强了重叠区域，在该重叠区域上纵向段借助相互重叠彼此连 接，从而使得在受到侧向撞击时极为有效地对抗构件的过早的超负荷。

有利的是，所述纵向结构沿着纵向框架的纵向至少延伸至用于车厢前壁 或横向结构连接区域上，和/或至少延伸至在纵向框架装入机动车的状态下位 于机动车的前轮罩内部的或相邻的区域。由此，借助纵向结构在受到正面撞 击时进一步支撑前轮。由此还产生了特别有效的加强作用，这种加强作用可 以从车身的后框架开始延伸至车身的车厢前壁的前端。就此而言，这个措施 目的在于，在车辆受到侧向碰撞时，把冲击能量最优地引入车身结构，而且 目的在于按规定的载荷路径进行分布。

按照本发明一个设计方案将纵向结构设计为L形型材，所述L形的一 个侧边连接在纵向段之一的侧壁上，尤其紧贴在侧壁上，从而实现特别稳定 的纵向结构。因此，L形的侧边形成连接在该侧壁上的壁段，其以最优的方 式连接在纵向段之一的侧壁上。

以简单的技术手段通过焊接、铆接、咬合连接和/或粘接，使由侧边形 成的纵向结构的壁段可以连接在纵向段之一的侧壁上。

按照本发明另一个设计方案规定，纵向段中的至少一个具有至少一个侧 向向外或向内突出的材料段，其用于连接至少一个横向结构、车厢底板、车 门槛结构或类似车身构件上。由此实现车身构件与纵向框架的纵向段比较简 单的组装，因为在至少一个纵向段上设置有用作凸缘的至少一个材料段。借 助所述材料段，车身构件例如通过焊接、铆接、咬合连接和/或粘接可以连接 在至少一个纵向段上。

相同的措施是，所述纵向结构具有至少一个侧向向外或向内突出的材料 段，其用于连接至少一个横向结构、车厢底板、车门槛结构或类似车身构件。

按照本发明一个有利的设计方案规定，所述纵向框架具有前框架和后框 架，所述纵向段在纵向框架的纵向上位于前框架和后框架之间。由此，纵向 段用作前框架或后框架的延长段，并因此形成从机动车或车身的前框架至后 框架的连续的框架结构。以此通过该框架结构对车身达到较高的加强作用， 从而即便在减轻车身重量时，例如通过节省材料，也使车身符合在乘客保护 方面的法律上的高要求。

因此，纵向段可以是前框架或后框架的延长段。该纵向段还可以形成前 框架和/或后框架本身。

按照另一个方面本发明包括用于机动车的底部结构，其具有至少一个， 优选两个上述类型的纵向框架。

建议所述底部结构的纵向框架通过至少一个横向结构相互连接，其中， 所述横向结构安置在纵向框架彼此间隔距离最小的区域内。由此底部结构达 到较高的加强作用。通过将横向结构安置在纵向框架彼此间隔距离最小的范 区域内，使得纵向框架之间的纵向框架间具有较大距离的区域内的安装空间 不会被横向结构占据，因而可以用于安装机动车部件，例如油箱、排气装置、 可能的燃料和/或制动管路以及其它的需要较大安装空间的机动车构件。

另外建议，各个纵向框架的纵向结构优选借助中间结构连接在属于纵向 框架的与横向结构连接的纵向段上。

有利的是，各个纵向框架的纵向结构优选借助一个或多个中间结构如此 连接在属于纵向框架的与横向结构连接的纵向段上，使得横向结构和中间结 构在纵向结构之间在各自纵向段的中间连接的下面形成共同的横向连接。由 此在前轮的范围内形成特别稳定的框架结构，这种框架结构在机动车受到前 部侧向撞击时特别稳定地反作用于冲击力，从而将冲击能量以最优方式引入 车身结构。

按照底部结构的一个设计方案规定，沿前进行驶方向看，各个纵向框架 的指向后的纵向段分别与侧面的车门槛结构连接。

各个车门槛结构可以与纵向框架的纵向结构连接。

各个车门槛结构还可以与机动车的车厢底板连接。

通过采取车门槛结构与纵向框架的至少一部分连接的另外的措施，从而 形成底部结构，机动车借此提供了较高标准的乘客保护。

通过本发明可以实现一个用于机动车的在重量上相对较轻的框架结构。 通过本发明还使框架结构的制造成本相对较低。此外，通过本发明还实现一 种用于机动车的框架结构，其与至今已知的框架结构相比，在机动车受到正 面撞击和侧向碰撞时得到改进。此外借助本发明，机动车框架结构还在底板 结构下面提供了扩大的安装空间，用于安置机动车部件，如油箱、排气装置、 燃料和/或制动管路。

最后，借助本发明还能够以更简单的方式组装用于机动车的框架结构。

附图说明

以下参照附图对实施例的描述获得本发明的其他目标、优点、特征和应 用可能性。

在附图中：

图1示出用于机动车底部结构的纵向框架的可能的实施方式的透视图；

图2示出按照图1的纵向框架的透视图，所述纵向框架具有安装于其上 的附加的纵向型材；

图3示出具有如图2所示纵向框架的用于机动车底部结构的可能的实施 方式的仰视透视图；

图4示出沿图3所示剖切线A-A剖切按照图2的纵向框架的剖面图；

图5示出沿图4所示剖切线B-B剖切按照图2的纵向框架的剖面图；

和

图6示出沿图2所示剖切线C-C剖切按照图2的纵向框架的剖面图。

具体实施方式

图1在示意图中示出用于机动车底部结构，尤其是车身底部结构的纵向 框架1的可能的实施例。

纵向框架1具有两个纵向段2和3，通过纵向段2和3在重叠区域4重 叠，从而彼此连接成一个共同的纵向结构。

纵向框架1优选具有一个前框架18，沿前进行驶方向20看，其连接在 前面的纵向段3上，尤其是与纵向段3连接。前框架18优选延伸至车身的 前部区域，沿前进行驶方向20看，处于乘客舱之前并可以构成发动机舱。

因此，该部段3形成前框架18的延长段。

纵向段3优选从前框架18开始大致直至用于纵向段2的重叠区域4内， 具有基本上呈S形的走势。部段2的S形的基础外形优选纵向延伸，并且沿 着容纳区域或从机动车前轮(图1未示出)直至纵向段2的重叠区域4的范围 紧贴。

例如，纵向段2可以设计为L形截面并具有侧壁5，其在纵向框架1装 入机动车的状态下例如基本处于垂直位置。侧壁5优选在其外侧沿纵向的延 伸端部具有连接段6，用于连接在(图1未示出的)车身的车厢底板上。

纵向段3还具有侧壁21，其在纵向框架1装入车身的状态下基本处于 垂直位置。侧壁21在纵向段3与纵向段2重叠的区域4内形成与部段2的 侧壁5相对放置的对置壁7，尤其是紧贴在纵向段2的侧壁5上，其中对置 壁7在纵向段2的连接段6以外仍旧贴靠着侧壁5。

由此，纵向段2和3如此相互连接，使得纵向段3的侧壁21基本上跟 随纵向段2的侧壁5的走势而变化。

纵向段3优选至少在重叠区域4设计为U形截面，并具有安置在对置 壁7的相对位置的侧壁12，其通过由纵向段3的型材基础形成的另一壁段 26与对置壁7连接。

纵向段2和3优选在重叠区域4内借助至少一个，优选多个结构连接 25彼此固定连接在纵向段3的对置壁7和纵向段2的侧壁5上。结构连接 25还可以在纵向段3的另一壁段26的区域内固定在纵向段2上。

纵向段的3侧壁12优选延伸跨越重叠区域4直至前框架18，并在其纵 向侧端部上至少局部具有从一侧向外突起的材料段13，其与侧壁21的材料 段14一起形成凸缘，以便用于容纳车身的车厢底板(图1未示出)或用作可能 的横向结构(图1未示出)或其他结构。

图2示出按照图1的纵向框架1的可能的改进方案。从图2可以看到， 在纵向框架1上安置有作为附加纵向型材的纵向结构8，使得纵向结构8和 纵向框架1的纵向段2、3中的至少一个部段共同在纵向框架1的纵向段上 延伸。

从图2还可以看到，纵向结构8与纵向段3上的一个纵向端在重叠区域 4上连接。为此，纵向结构8可以借助于焊接、咬合连接、铆接和/或粘接中 的至少一种与纵向段3连接。

纵向结构8优选具有L形型材，其具有L形截面，纵向结构8的L形 的一个侧边11紧贴在纵向段3的侧壁12上，尤其是连接于其上。

纵向结构8在其纵向侧端分别具有从一侧向突起的材料段15或16，其 用于连接(图2中未示出的)横向结构、车厢底板或者车门槛结构。在此，材 料段16是纵向段2的材料段17的延长段，材料段17与材料段16一起形成 共同的凸缘。

图3在示意图中示出用于机动车或车身的底部结构100的可能的实施 例。底部结构100具有按照图2的纵向框架1。与纵向框架1间隔设置有纵 向框架1′，其在特征方面在车辆纵轴方向上镜像对称并且基本具有纵向框架 1的全部特征。

从图3可以看到，纵向框架1和1′通过至少一个，优选多个横向结构 140、150和160彼此连接。在此，横向结构140优选设计为，在该横向结构 上安置有车辆前壁或者形成车辆前壁。横向结构140在纵向框架1、1′彼此 间距离最小的区域内连接纵向框架1、1′。

尤其从图3可以看到，由于纵向框架1、1′的S形走向，纵向框架1、 1′彼此间的距离从横向结构140起，朝着前进行驶方向20的反向看，逐渐扩 大，以便在纵向框架1、1′之间在该范围内提供扩大的空间，用于可以安置 车辆构件，如油箱、排气装置、可能的燃料或制动管路。

基本在乘客舱下方形成通过纵向框架1、1′的S形走势而扩大的区域。 在纵向框架1、1′上在这个区域中安置有至少一个车厢底板110。车厢底板优 选处于纵向框架1、1′上。

从图3还可以看到，各个纵向框架1或1′的纵向结构8借助中间结构 180连接在与横向结构140相连接的所属纵向框架1或1′的纵向段3上。该 连接优选如此设计，使得横向结构140分别与中间结构180在各个纵向框架 1或1′的纵向结构8之间在各个纵向段3的中间连接下面形成共同的横向连 接。

这个从纵向框架1的纵向结构8延伸到另一纵向框架1′的纵向结构8的 横向结构，优选安置在前轮罩170的范围内，以便在车辆受到侧向碰撞时以 最优方式把碰撞力引入车身的底部结构100内。

在图3中示例性地在纵向框架1上示出侧面的车门槛结构120，其连接 在纵向结构8和纵向段2上。

图4在沿图3的剖切线A-A剖切所得的剖面图中示例性地示出在其一 侧安置有车门槛结构120的底部结构100的构造。

由纵向结构8、车厢底板110的一段和侧面的车门槛结构120例如构成 截面封闭的沿纵向框架1的纵向延伸的型材。

另外，由纵向段3的U形轮廓和车厢底板110形成另一个截面封闭的 至少沿纵向框架1的纵向延伸一段的型材。所述纵向段3在其侧向向外突出 的材料段13和14上借助结构连接与车厢底板110固定在一起。

纵向结构8在其侧向向外突出的材料段15和16上，一方面与车厢底板 110，另一方面与车门槛结构120连接，其中车门槛结构120还与车厢底板 110结构连接。为此设置有结构连接22或23。

结构连接22和23可以通过焊接、咬合连接、铆接和/或粘接中至少一 种产生。

图5在另一个沿图4的剖面线B-B剖切所得的剖面图中示出图4所示 的底板结构100的区域。

从图5可以看到，纵向段3具有S形走势，其过渡到纵向段2，其中， S形走势是纵向延伸的，并且纵向结构8紧随该走势。在此，纵向结构8和 纵向段2借助其用于连接车门槛结构120(参见图2)的用作凸缘的材料段15 和17如此设计，由此形成基本上沿纵向平齐的结构，车门槛结构120在其 纵向延伸段上平面地贴靠在所述结构上。

图5示出至少一个结构连接，用于使纵向段2的侧壁5与纵向段3的对 置壁7相连接(参见图1)。从图5还可以看到，为了使纵向结构8与纵向段3 的侧壁12相连接设置有另外的结构连接24。

为了将车门槛结构120连接在纵向段2的材料段17上，设置有另外的 结构连接27(参见图2)。

所有结构连接都可以通过焊接、咬合连接、铆接和/或粘接中至少一种 产生。

图6在沿图2的剖切线C-C剖切所得的剖面图中示出纵向框架1的区 域内的底部结构100，也就是纵向段2和纵向段3的重叠区域4内的底部结 构100。纵向段3的对置壁7和纵向段2的侧壁5借助结构连接25彼此连接。

纵向段3的侧壁12借助结构连接27与车门槛结构120连接。纵向段2 和纵向段3在其各自的底壁上具有通孔28，在纵向段2和纵向段3相互连接 的状态下，所述通孔28基本对齐地相互紧靠，并且由此产生一个从外面进 入由侧壁5、车厢底板110、车门槛结构120和底壁构成的空腔的通道，以 便例如可以建立结构连接27和/或25。

附图标记列表