用于安装在机动车的车前或车后区域中的具有由纤维加强塑料制成的底部的保护装置

摘要

本发明涉及一种用于安装在机动车的车前或车后区域中的保护装置，具有由纤维加强的塑料制成的底部(1)，该底部保护设置在其上的机组和零件不受由石头冲击或地面接触引起的损伤，其中底部具有用于其提高刚度的三维结构的区域(1.1，1.2)，其特征在于，底部(1)设计为用于承受底盘和/或碰撞负载并且具有用于底盘控制臂的可移动连接的一体化的固定件(2)。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于安装在机动车的车前或车后区域中的保护 装置，具有由纤维加强的塑料制成的底部，该底部保护设置在其上的 机组和零件不受由石头冲击或地面接触引起损伤，其中底部具有用于 提高其刚度的三维结构的区域。

背景技术

这种装置或者汽车底部是已知的。

在DE102007053569A1中已知的一般的装置包括作为底部的、由 纤维加强的塑料制成的大面积的覆盖件。该覆盖件与汽车车体的待支 撑的零件相对设置并与之牢固地连接。纤维加强的塑料通过热塑性塑 料的塑料基体成型为具有至少一个垫状织物层，该织物层至少部分地 嵌入覆盖件的负载增加的区域中。垫状织物层在此能够通过额外嵌入 塑料基体中的加强纤维得到补充，其中，根据预期的负载，织物层和 可能额外的加强纤维可以通过定向的和/或不定向的连续纤维和/或 剪切纤维形成。加强纤维特别指玻璃纤维和碳纤维。此外，覆盖件在 其前端和后端分别具有形成尽可能稳固的支承并且在车辆横向上延 伸的凹槽状剖面。该剖面设有固定点，该固定点一方面用于将覆盖件 固定在副车架上另一方面用于将覆盖件固定在汽车车身两侧的纵梁 上。此外，覆盖件具有侧面设置的隔片，在该隔片上可以设置其他用 于将覆盖件稳固地连接在前轮罩上的固定点。

汽车工业长期以来致力于以成本低的方式制造具有可比较的或 者改善的机械性能的、更轻的车身部件以及底盘部件。这种发展的目 的是更少的燃料消耗或者减少有害物质的排放，特别是CO₂。如果该 目的涉及改善电动汽车的行驶长度和/或加速度，具有良好的碰撞性 能的轻质车身零件在这类汽车中具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，制造一种开始提到的装置，在具有较轻的 重量的同时，该装置还具有用于承受驱动负载以及碰撞负载的高刚 度、能够廉价制造并且可以在可比较的或者改善的机械性能情况下进 一步降低车辆重量。

本发明的目的通过具有权利要求1的特征的装置实现。根据本 发明的装置的优选和有利的实施方式在从属权利要求的特征中给出。

根据本发明的装置的特征在于，底部设计为用于承受底盘负载 和/或碰撞负载并且具有用于底盘控制臂的可移动连接的一体化的固 定件。

根据本发明的装置基于这种思想，即在通常仅仅或者主要保护 发动机舱和位于其中的机组不受由石头冲击、地面接触和其他类似引 起的损伤的车辆底部中集成额外的功能或者部分功能，以由此在可比 较的或改善的机械性能的情况下实现车辆重量的降低。根据本发明的 装置的底部特别用于承受和转移剪切力。因此也可称其为剪切区。

发明人认为，特别是在汽车底部通过集成有关底盘的连接功能 或转向功能可以降低车辆重量。为此车辆底部可以承受一定程度的底 盘负载是必要的。此外发明人认为，该车辆底部也十分合适于承受碰 撞负载，并且这样其他底盘部件和/或车身零件在必要时能够以更小 的抗弯刚度和/或扭转刚度实施并且因此可以在重量上更轻。还认为， 将额外的功能或者部分功能集成到车辆底部可以低成本地实现。

根据本发明的装置的优选设计的特征在于，在底部中集成横向 于汽车纵轴延伸的凹腔，该凹腔具有用于底盘控制臂的可移动连接的 固定件。由此可以以低成本并可靠的方式实现底盘控制臂的可移动连 接的固定，例如通过在凹腔边缘上设置相互对齐的轴承孔或者轴套， 该轴承孔或轴套成对地限定出待连接控制臂的转向轴。

根据本发明的装置的另一个有利的设计，在底部中集成、例如 成型用于容纳转向机构或者转向油缸的凹陷。该设计提出了构造空间 的集成，该集成在转向机构或者转向油缸的设置方面提供了更大的灵 活性或者提供了更多安装其他车辆部件的构造空间。特别是通过该设 计能够实现或保持底部和马路之间相对较大的距离。此外，通过集成 的凹陷使得底部的、车前端构造特别是车辆横向方向上的刚度得以改 善。凹陷优选设有用于固定底部上的转向机构或转向油缸的部位，特 别是通孔。由此进一步改善了车身刚度。

根据本发明的装置的另一设计，至少一个底盘稳定装置直接固 定在底部上。该设计使得对驱动负载，特别是底盘负载的承受能力得 以优化，以及在提高车身刚度同时降低或者至少限制车辆重量。

根据本发明的装置的另一设计，另一有利的功能集成在于，在 底部中至少集成用于容纳和/或固定车辆电池、液体容器、热交换器、 泵或者电子控制器的额外的凹陷，通过该功能集成可以实现车辆重量 的减轻或者较高的车身刚度。

为了在高车身刚度情况下实现较低的车辆重量有利的是，当根 据本发明的装置的另一设计，底部设有以封闭的空心体和/或空腔形 式的加强部件。例如这里在底部中成型长形的凹腔或凹槽，空心体容 纳在其中。为了实现高的抗剪刚度，特别给出上述空心体和/或空腔 成型为长形的，并且至少两个空心体和/或空腔相互交叉并且倾斜于 车辆纵轴延伸。

此外，在底部的纤维层之上或之间设置减振和/或降噪部件或减 振和/或降噪层，其中部件或层优选在制造底部时已经集成。底部例 如具有包含减振和/或降噪的中间层的夹层结构。因此中间层优选部 分地成型，也即设置在底部的一个或多个预先规定的平面区域中。

根据本发明的装置的另一有利设计的特征在于，底部分为至少 两个区段，两个区段作为能够单独安装的零件在横向于汽车纵轴延伸 的接合区域中互相连接或者重叠。由此改善了维修方便性。

为了提高根据本发明的装置的保护效果或者使用寿命，另一优 选的设计方案是，底部在其下侧至少部分设有薄板和/或耐盐的涂层。 通过优选由轻金属或者薄硬化钢板构成的薄板优化了底部的耐石头 冲击刚度。代替这种薄板，底部还可以在其下侧至少部分地设有由无 机的纤维、特别是玻璃纤维和/或芳纶纤维制成的加强无纺布。

除此以外，根据本发明的装置可以使车辆区域与湿气(例如喷 水或者类似)隔离。因此根据本发明的装置或者其底部将机动车辆的 湿区域与干燥区域隔离。

附图说明

接下来根据示出了多个实施例的附图来详细阐述本发明。附图 中示出了：

附图1到附图3分别以立体的俯视图示出了根据本发明的装置 的不同实施例；并且

附图4以截面图示出了根据本发明的装置的底部的区段。

具体实施方式

附图1所示的根据本发明的装置基本上由用于安装在机动车的 车前区域中的底部1构成。底部1由纤维加强的塑料制成。其特别用 于保护设置在上面的机组和零件不受石头冲击或流动介质的影响。此 外，底部1确保了高的车辆结构刚度或者车身刚度并且特别用于承受 工作负载以及碰撞负载。为此，底部1还具有三维结构的区域1.1， 1.2。

底部1的纤维加强的塑料含有至少一种平面织物结构，例如由 加强纤维、优选玻璃纤维和/或碳纤维制成的机织物、梭织物或编织 物，其中平面织物结构嵌入热塑塑料或热固塑料制成的基体中。多层 这样的或其他的由加强纤维制成的平面织物结构优选至少部分地嵌 入底部1的塑料中(也可参见附图4)。底部1的壁厚优选在2至5mm、 特别在3至4mm的范围内。

根据本发明的底部1，也可称为推力区，特别设计用于承受底盘 负载以及碰撞负载并且具有整合的固定件2，该固定件用于底盘部件 的连接、优选用于单臂或多臂的底盘控制臂的可移动连接。这里没有 示出的其他一体化的固定件可以设置用于连接车身，优选连接到此处 未示出的纵梁上。固定件2成型或设置在长形的凹腔1.3，1.4中， 该凹腔在底部1一体化成型并且横向于车辆纵轴或者底部1的纵轴而 延伸。凹腔1.3，1.4的凸缘上设置成对的突出的、互相相对的轴承 部件，其具有互相对齐的轴套3或轴承孔(通孔)3。

除此之外，底部1设有连接件(未示出)，例如具有螺丝孔， 底部可以从螺丝孔固定到机动车的发动机支架上。此外，底部1还具 有用于直接固定底盘稳定装置的连接部件(未示出)。

凹腔1.3，1.4在其长度上不具有统一的深度和断面形状。附图 1到3中分别可以看见，凹腔1.3，1.4在底部1的侧面的末端具有 最大的深度。相应地，凹腔1.3，1.4的底板1.31，1.41从底部1 的侧面末端沿纵向中轴(中间)方向持续或者逐渐地上升。在附图所 示的实施例中，两个互相对齐的凹腔底板区段1.311，1.312共同限 定出马鞍形的凹腔底板1.31。底部1的形状，特别是凹腔底板1.31， 1.41的延伸基本上对应于安装在底部上的底盘控制臂(横向导臂) 的力方向。附图1中，(未示出的)导向臂的力的方向通过箭头F 和虚线表示。

由纤维加强的塑料制造的底部1的纤维取向、特定面积的纤维 含量和/或底部1的壁厚在确定的面积区域中与预期的负载相适应。 这样加强纤维以相对于力引入方向的+/-45°的方向设置在至少在一 个或多个区域中，用于优化剪切力的承受和传递。

为了改善维修方便性，根据本发明的底部1可以成型为多个部 件。例如，底部1的前部区域可进行分隔。优选底部1分为两个区段 1a,1b，两个区段作为能够单独安装的零件在横向于汽车纵轴延伸的 接合区域4中互相连接或者重叠。在附图1到3中，通过点虚线表示 该接合或者重叠区域4。

附图2中概述的实施例中，在底部1上固定转向油缸或者转向 机构5。因此能够确保对于优化的行驶性能所必需的、刚性的转向机 构连接。转向机构或者转向油缸5优选容纳在底部1的槽状的、一体 化成型的凹陷1.3中。

附图3所示的实施例与附图1和2概述的例子区别特别在于， 在底部1中额外地整合有功能面1.5，1.6，该功能面用于例如容纳 或连接汽车电池和/或其他外围部件(未示出)，例如换热器或者窗 玻璃清洗液容器。

此外，附图3所示底部1具有用于提高抗剪刚度的额外的加强 部件1.7。为此，例如泡沫部件或者其他结构件在底部1的至少两个 纤维层之间具有更小的厚度，从而这样通过夹层构造提高该区域内的 零件刚度。同样可以在根据本发明的底部1中在至少两个纤维层之间 设置空腔，特别是长形或者格状的空腔，以达到同样效果。

根据附图3的底部1的前部区段1a具有以封闭空腔形式的一体 化的加固部件(加强部件)1.7。空腔成型为长形的，互相交叉并且 倾斜于汽车长轴延伸。优选在空腔中设置泡沫芯，或者筒状或管状的 空心体。

附图4示出了根据本发明的底部1的实施例的横截面。可以看 出，底部1具有夹层构造，其中在两个由纤维加强的塑料制成的覆盖 层或者外部层1.81，1.82之间设置减振和/或降噪的中间层1.9。中 间层1.9例如由弹性体或者其他的弹性橡胶材料制成。在根据本发明 的底部1的另一设计中，中间层1.9部分成型，即仅设置在底部1 的一个或多个预先规定的平面区域中。

根据本发明的装置的实施方式不限制于附图所示的实施例。还 可以考虑众多的变体，这些变体可以使用在附加的权利要求中给出的 本发明与附图不同的设计中。例如底部1在其下侧也可以至少部分地 设置有薄板和/或耐盐的涂层。