CN106458264A - 后车身模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种后车身模块，包括：‑一个地板面板(1)，其具有至少一个用于后座椅的安装件(3)以及一个向上延伸的后终端(13)，其中凹陷(9)和***(11)被形成在该地板面板(1)中用于加强，以及‑一个左支撑件(19)和一个右支撑件(21)，该左支撑件和该右支撑件在每种情况下形成车辆车身的一个C柱并且在该左支撑件和该右支撑件的上端处分叉成至少两个纵梁(25，27)，其中所述纵梁(25，27)分别被连接到一个后车顶纵梁(23)，并且所述车顶纵梁(23)通过一个横向构件(29)连接到彼此，其中一个增强支柱(31)相应地从该横向构件(29)露出来并且被耦合到所述车顶纵梁(23)。
Description
本发明涉及后车身模块，其包括一个地板面板(Bodenplatte)以及一个左支撑件和一个右支撑件，该左支撑件和该右支撑件在每种情况下形成车辆车身的一个C柱，该左支撑件和该右支撑件被连接到该地板面板并且分别结束于一个车顶纵梁(Dachholme)内。所述车顶纵梁通过一个横向构件连接到彼此。
车辆车身通常包括：一个前模块，在该前模块内例如容纳机动车辆的发动机；一个中央模块，其具有乘客座椅；以及一个后模块，例如，在豪华轿车的情况下是车尾行李箱(Kofferaum)或在客货两用车的情况下是负载区域。
车辆车身通常由钢生产，其中车辆车身具有一个支撑地板结构，该支撑地板结构在中央车身模块的区域中被生产为地板面板。在地板面板上，然后稍后安装用于驾驶员的座椅和用于前乘客的座椅，以及可选地一个后长椅座椅。在现代机动车辆的情况下，机动车辆的侧模块，例如，挡泥板、A柱、B柱和C柱，被侧向地附接到该支撑结构。A柱、B柱和C柱通过横向构件连接到彼此并且支承车辆车顶。此外，在A柱和B柱之间以及在B柱和C柱之间通常有车顶纵梁。车辆车身的个体部件通常被焊接到彼此，并且为了给它们提供足够的抗腐蚀性，车辆车身的个体部件必须随后在费力的过程中被设置有涂层。此外，腔体必须被密封，以使得水且尤其是促进腐蚀的盐不能够进入。
为了节省用于使机动车辆移动的能量，当前必须努力减少车辆的重量。这例如可能通过使用具有的密度比钢更低的材料(例如，塑料)实现。特别地，非负载支承部件当前由塑料生产。机动车辆车身的当前的结构的又一个缺点是，实现足够的稳定性需要大量的材料，同样导致较大的重量。
因此，本发明的一个目的是提供一种后车身模块，该后车身模块被配置成允许基于材料节省、部件省略以及材料选择来实现比在常规后车身模块的情况下更低的重量，并且该后车身模块可以以容易的方式连接到中央车身模块。
通过一种后车身模块实现了此目的，该后车身模块包括：
-一个地板面板，其具有至少一个用于后座椅的安装件以及一个向上延伸的后终端，凹陷和***被形成在该地板面板中用于加强，以及
-一个左支撑件和一个右支撑件，该左支撑件和该右支撑件在每种情况下形成车辆车身的一个C柱并且在该左支撑件和该右支撑件的上端处分叉成至少两个纵梁，其中所述纵梁分别被连接到一个后车顶纵梁，并且所述车顶纵梁通过一个横向构件连接到彼此，其中一个增强支柱相应地从该横向构件露出来并且被耦合到所述车顶纵梁。
根据本发明，所述地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强支柱可以以单件方式或多部件方式集成在后车身模块中。
所述地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强支柱的集成实现了后车身模块的附加的加固，以使得可以节省用于后车身模块上的增强元件的附加材料。此外，以此方式允许创建稳定的后车身模块，该后车身模块然后可以以容易的方式连接到中央车身模块。这允许后车身模块、中央车身模块以及前车身模块的单独生产。结果是使车辆车身的模块化结构成为可能，以使得任何期望的前模块、中央模块以及后模块可以彼此结合，只要前模块到中央模块的连接点或从中央模块到后模块的连接点处的尺寸一致。
又一个优点是，除材料节省以外，还可以使用替代材料。对应的替代材料是例如聚合物材料。这些聚合物材料允许后车身模块的重量进一步减少。在本发明的范围内，聚合物材料不仅包括非增强聚合物，而且包括增强聚合物以及包括聚合物基体的复合材料。
根据车辆概念，后车身模块还可以包括一个用于机动车辆的驱动单元的安装件(Aufnahme)。对应的驱动单元是例如内燃机或中央电动马达。在例如由轮毂马达驱动的机动车辆的情况下或其中驱动模块被定位在车辆的前区域中的情况下，后车身模块还可以包括一个行李舱或例如用于电池的安装件。出于此目的，可能的是，例如，提供后挡泥板和一个对应地可移动的罩(Deckel)，该罩通常被称为车尾行李箱盖(Kofferraumdeckel)，或替代地后挡板。此外，将可能的是，将该地板面板设计为它还形成车尾行李箱的地板，或者形成用于后发动机的发动机舱。挡泥板在此情况下同样可以以单件方式连接到形成C柱的支撑件和连接到地板面板。替代地，还可能的是，将单独的附件(Anbauteile)设置在此。如果地板面板、挡泥板或车尾行李箱盖或后挡板被设置为单独的部件，则后车身模块表示机动车辆的乘客舱的后终端。然而，优选的是，如果后车身模块包括用于车身的后部分的所有负载支承部件。非负载支承部件，例如，放置在对应的支撑件上的挡泥板或车尾行李箱盖或后挡板，则可以以模块化方式被对应地附接并且还通过对应的安装(例如，通过夹牢)被可更换地装配，以使得以此方式机动车辆的容易的改型是可能的。
合适的纵梁可以被设置例如作为用于驱动单元或车尾行李箱的支撑件或用于紧固挡泥板的支撑件。这些纵梁可以被集成地连接到后车身模块或替代地可松脱地连接到它。然而，集成的形配合(formschlüssig)连接，例如，通过胶粘剂粘合或焊接，是优选的。替代地，力配合(kraftschlüssig)连接，例如，通过铆接或螺钉接合，也将是可能的。
如果后车身模块将被用于电动驱动的车辆，则必须容纳用于存储电能的电池模块。出于此目的，可能的是，例如，在用于后座椅的安装件下面形成一个用于接收电池模块的凹陷。在此情况下，电池模块然后能够被定位在该安装件内。该电池模块在用于后座椅的安装件下面定位在地板面板的凹陷内用于保护电池。在后座椅下面使用凹陷作为用于电池模块的安装空间允许车辆根据行程需要装配有多个电池模块。因此，在低行程需要的情况下，可以提供较少的电池模块，由此没有装配电池模块的安装空间可以被用作附加的装载空间。此外，通过减少电池模块的数目，减少了车辆的重量，且因此也减少能量需求。
作为安装件下面的凹陷的一个替代，还可能的是，将一个用于电池模块的支架(halterung)安装在地板面板下面。在此情况下，为了获得对电池模块的保护，优选的是，在整个车身的组装之后，除后车身模块的地板面板以外，还设置另一个地板面板，该另一个地板面板提供需要的保护并且在车身的整个底侧上延伸。如果电池模块被容纳在地板面板中的凹陷内，则当然也可以使用这样的单独的地板面板。与地板面板中的凹陷比较，地板面板下面的支架具有的优点是，当后座椅已经被装配时也能够更换电池模块。
根据本发明，可能的是，将一个后长椅座椅或多个个体座椅设置在后车身模块中。如果提供多个个体座椅，则可能的是，例如，在地板面板中形成两个安装件，每个安装件用于一个后座椅，从而将一个座椅壳装配在每个安装件上。
如果乘客运输不需要后座椅，则在本发明的一个实施方案中可能的是，移除后座椅并且将一个运输箱装配在用于后座椅的安装件上。这允许安全地运输一个附加的负载。该运输箱在此情况下可以被设计为在该运输箱下面仍存在用于安装电池模块的空间，这是有利的，尤其每当需要大的行程并且因此必须提供对应地大量电能时。如果可能在该运输箱下面免除一个附加的电池模块，例如，当仅有短距离路要走时，该运输箱可以被设计为它还利用地板面板的凹陷内的用于电池模块的空间。当然替代地，还可能的是，在装配在用于后座椅的安装件上的运输箱下面、将第二运输箱装配在该凹陷内。
为了可能容易地更换完整的装配在用于后座椅的安装件上的后座椅、座椅壳或运输箱，特别有利的是，如果后座椅、座椅壳或运输箱例如通过闩锁连接器紧固在用于后座椅的安装件内。这允许例如后座椅被快速地更换为运输箱。
在本发明的一个实施方案中，另一个纵梁在每种情况下在一个支撑件和该车顶纵梁之间延伸，该后座椅的一个靠背被紧固到该另一个纵梁。该另一个纵梁和该后座椅的紧固到该另一个纵梁的靠背能够进一步增加后车身模块的稳定性。该靠背在此情况下可以被装有垫衬件或被形成为其内随后悬置靠背垫衬的壳。还可能的是，在单件式座椅的情况下，在组装期间将该座椅的靠背连接到该纵梁以用于紧固该靠背。如果该靠背被紧固到该纵梁，然而，优选的是，将该后座椅设计成两件式，以将靠背牢固地紧固到该纵梁且将一个单独的座椅壳紧固在地板面板上的用于后座椅的安装件中。对于此情况，运输箱可以被设计为它被装配在该靠背前面，以使得为了装配运输箱不必须移除该靠背。如果靠背不需要被移除，则它还可以作为一个部分连接到该纵梁，例如，通过焊接或胶粘剂粘合。这是明智的，尤其每当靠背还促进后车身模块的加固时。
在一个特别优选的实施方案中，地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强支柱由包括塑料的材料生产。合适的包括塑料的材料尤其是纤维增强塑料、有机金属片材或夹层结构。
对应的夹层结构例如由一个上片材和一个下片材以及所述片材之间包含的聚合物泡沫或所述片材之间包含的蜂窝结构组成。所述片材可以例如由纤维增强塑料或金属生产。特别优选的是，如果该上片材和该下片材在每种情况下是有机金属片材。
如果使用纤维增强塑料生产地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强支柱，基于热塑性的纤维增强塑料被特别优选地用作基体材料。使用的纤维可以是短纤维、长纤维或连续纤维。如果以连续纤维的形式使用纤维，则可能将它们用作无纺织物(Gelege)、编织织物、纺织织物、或是随机的形式。如果以无纺织物、纺织织物或编织织物的形式使用连续纤维，则可能将多层纤维定位成彼此叠置。在纤维无纺织物的情况下，单个层的纤维可相对于彼此扭转。
特别优选的是，以无纺织物的形式使用纤维。
适合作为用于纤维的材料例如是玻璃纤维、碳化纤维、钛酸钾纤维玄武岩纤维或芳纶纤维。尤其适合作为用于这样的纤维增强塑料的基体的聚合物材料是聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。聚酰胺或聚氨酯在此是特别优选的。替代地，聚合物材料还可以是热固性塑料。在此情况下，特别优选地，塑料是环氧树脂。
通过将丝网引入到个体部件尤其是地板面板、支撑件和/或纵梁中可以实现附加的增强。该丝网的丝在此情况下优选地由金属生产。用于丝网的丝的合适的金属例如是钢、铝或镁。特别优选的是使用钢作为该金属。
如果地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强支柱由夹层结构生产，尤其以之间引入泡沫的双壳结构的形式生产，或替代地还完全由金属生产，该金属优选地选自钢、铝或镁。
然而，对于该双壳结构，纤维增强聚合物也是优选的。
在双壳结构(即，夹层结构)的情况下在两个纤维增强塑料壳或金属壳之间引入的泡沫优选地是聚合物泡沫。合适的聚合物泡沫例如是基于聚氨酯(PU)、聚醚砜(PES)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚酯的闭孔泡沫或开孔泡沫。
在双壳结构的情况下适合用于蜂窝结构的材料是增强聚合物或非增强聚合物，尤其是热塑性聚合物。合适的聚合物同样例如是聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯。适合用于增强的材料尤其是短纤维或长纤维，其中可能的是使用上文结合用于地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强元件的纤维增强聚酰胺描述的纤维材料作为所述材料。作为用作所述材料的聚合物的替代方案，该蜂窝结构还可以由纸、纸板或卡生产。
尤其关于地板面板的结构，单部件结构替代地也是可能的，例如纤维增强塑料或金属的，优选地具有局部肋状物加强件。局部肋状物加强件用于增加地板面板的扭转刚性。
侧梁(Seitenschweller)——其例如可以被生产为两个中空的纤维增强塑料壳或金属壳——优选地被集成在该地板面板中。替代地，可能的是，将作为两个纤维增强塑料壳或金属壳的侧梁配置有泡沫芯。此外，可能的是，将所述侧梁设置有局部丝增强件，以便增加所述侧梁的稳定性。
为了获得包括地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强支柱的一件式结构，它们优选地被形配合连接到彼此。特别优选地，地板面板、支撑件、车顶纵梁、纵梁和/或增强支柱被焊接到彼此。然而，除焊接连接之外，替代地可能的是，将个体部件以胶粘剂粘合到彼此。替代地，它们还可以被力配合地连接到彼此，例如，通过铆接或螺丝接合。
为了整体车辆的生产，该后车身模块然后被连接到一个中央模块和一个前模块。该后车身模块在此被配置为该中央车身模块可以被形配合地连接到该后车身模块，例如，通过焊接或胶粘剂粘合。该后车身模块和该中央车身模块的力配合连接——例如，通过螺丝接合或铆接——也将是可能的。
在该后车身模块和该中央车身模块的形配合连接的情况下，如果它们通过胶粘剂粘合到彼此，则是特别优选的。
在图中表示了本发明的示例性实施方案且在下面的描述中更详细地解释了本发明的示例性实施方案。
在图中：
图1示出了用于后车身模块的地板面板，
图2示出了具有安装的后座椅的后车身模块的三维表示，
图3示出了具有安装的运输箱的后车身模块的三维表示。
在图1中，表示了用于后车身模块的地板面板。
地板面板1由片状材料(例如，金属片材或有机金属片材)组成。替代地且优选地，使用夹层结构用于地板面板，该夹层结构包括一个上片材和一个下片材，例如，作为金属片材或优选地作为有机金属片材，在该上片材和该下片材之间包含聚合物泡沫或蜂窝结构。
在在此表示的实施方案中，地板面板1具有两个用于后座椅的安装件3。除具有两个用于后座椅的安装件3的配置之外，仅有一个安装件也是可能的，在这种情况下不是多个个体座椅而是一个后长椅座椅被装配。用于后座椅的安装件3还可以被配置为它们可以被用于接收电池模块。出于此目的，例如，可能的是以地板面板中的凹陷的形式配置用于后座椅的安装件3。
地板面板1的前终端5被配置为它可以被连接到中央车身模块的地板面板。该连接在此情况下可以例如通过焊接、胶粘剂粘合、螺丝接合或铆接实现，其中连接类型依赖于地板面板1的材料。如果聚合物基材料被用于地板面板，则焊接或胶粘剂粘合是优选的；在金属材料的情况下，焊接是优选的。
在用于后座椅的安装件3后面有一个后部分7，该后部分可以被用作例如车尾行李箱地板。替代地在后驱动的车辆的情况下，该区域还可以被用于接收发动机。为了增强，地板面板1在后部分7中具有凹陷9和***11，所述凹陷和***用于加固地板面板1。凹陷9和***11在此情况下可以呈现任何合适形式，例如，如在此表示的具有一个分叉成较小的分支的中央分支。该形式在此情况下可以适应例如车辆车身的负载支承结构的其他形式。
后部分7邻接后区域13，该后区域关于地板垂直对齐并且在其中形成例如用于后灯的安装件15。替代地或除用于后灯的安装件15之外附加地，用于安装车辆部件或附件的其他安装件也可以被形成在后区域13中。
图2示出了具有安装的后座椅的后车身模块的三维表示。
为了生产后车身模块17，地板面板1被连接到左支撑件19和右支撑件21。在此使用的术语“左”和“右”在每种情况下指在行进方向上看时的左和右。左支撑件19和右支撑件21同时形成车辆车身的C柱。如果后车身模块17被用于构造具有4个门的车辆，则左支撑件19的形式和右支撑件21的形式优选地对应于后门的形式，以使得左支撑件19和右支撑件21在每种情况下是一个门框架的一部分。
支撑件19、21的上终端分别由一个车顶纵梁23形成。为了使车顶纵梁23能够以扭转刚性的方式分别连接到左支撑件19和右支撑件21，优选的是——如在此表示的——如果左支撑件19和右支撑件21分别分叉成一个前纵梁25和一个后纵梁27并且车顶纵梁23被连接到所述纵梁25、27。
为了完成后车身模块17，两个车顶纵梁23通过一个横向构件29连接到彼此。在此，也能够通过从该横向构件29露出来并且同样被连接到车顶纵梁23的增强支柱31实现附加的扭转刚性。
为了确保足够的稳定性，优选的是，将支撑件19、21、车顶纵梁23、纵梁25、27、横向构件29和增强支柱31配置为中空型材，其中可选地增强聚合物材料优选地被用作所述材料。在此情况下，该中空型材还可以由夹层材料组成，所述夹层材料包括上片材和下片材以及其间包含的聚合物泡沫。
为了进一步增加后车身模块的扭转刚性，优选的是，将纵梁33附接到左支撑件19和右支撑件21，用于后座椅的靠背35被紧固到该纵梁33。纵梁33在此情况下可以例如在左支撑件19和右支撑件21之间延伸或从左支撑件19或从右支撑件21分别伸展到横向构件29。为了保持尽可能低的车辆重量，优选的是，如果该靠背被配置有集成的头枕(Kopfstütze)。然而，当然，还可能的是，提供可调整的头枕。
在图2中表示的实施方案中，座椅壳37被分别装配在用于后座椅的安装件3上。所述座椅壳优选地在此情况下具有一个垫衬件(Polsterung)。座椅壳37和靠背35然后形成完整的后座椅。
作为两件式后座椅(诸如，在此表示的)的一个替代方案，还可能的是，安装具有座椅表面和靠背的单件式后座椅。尤其是每当靠背35被用于后车身模块的附加的稳定化时，然而，优选的是，提供两件式后座椅。
除在此表示的具有两个个体后座椅的实施方案以外，替代地，还可能的是，提供一个后长椅。在此情况下，靠背和座椅表面分别在后车身模块的整个宽度上延伸。
在在此表示的实施方案中，用于电池模块的支架39被设置在座椅壳39下面。然后，根据车辆的需求或期望的行程，如果它是电气驱动的，则附加的电池模块可以被装配在支架39内。
图3示出了具有安装的运输箱的后车身模块的三维表示。
图3中表示的实施方案与图2中表示的实施方案的不同之处在于，运输箱41被设置在右后座椅的位置处。为了紧固运输箱41，已经从用于后座椅的安装件3移除了座椅壳37。此外，靠背35的垫衬件也已经被移除。靠背35的垫衬件的移除允许获得更多的装载空间。为了车辆可以安全地随身携带运输箱41，该运输箱优选地被牢固地连接到用于座椅壳37的支架43。运输箱41容易的安装和移除可以例如通过使用用于紧固的闩锁元件来实现。
为了能够在车辆外部容易地运输运输箱41，可能的是，例如，将运输箱41设置有辊43，在所述辊上该运输箱然后可以被拉动或推动。
如果——如图2和图3中表示的——支架39被用于装配在相应的座椅壳37下面的电池模块，有利的是，如在此由以截面表示的座椅壳37示出的，将座椅横向构件45装配在用于座椅壳37的安装件3内并且穿过地板面板1将用于电池模块的支架39螺钉接合到座椅横向构件45。以此方式，用于电池模块的支架39被牢固地连接在后车身模块17中并且当需要时该电池模块可以以容易的方式装配到支架39内。
如果支撑件19、21、车顶纵梁23和横向构件29被配置为中空型材，则可能的是，穿过所述中空型材铺设车辆所需要的线路。此外，还可能的是，使用所述中空型材作为用于馈入新鲜空气的通道。在此情况下，新鲜空气可以流动到车辆内部穿过的通风出口可以被设置在中空型材中的期望的位置处。通风出口在此情况下可以是多个开口，其中能够将所述开口实施在任何期望的配置中。例如，可能的是，提供大量的小开口或几个较大的开口。任何期望的配置在此是可能的。尤其可能的是，例如，在附加的制造过程中配置用于新鲜空气的出口开口。这还使例如实现复杂的3D网格结构成为可能，所述3D网格结构使扩散通风成为可能或通过所述3D网格结构可以在乘客舱内实施不同的通风区。
命名列表
1 地板面板
3 用于后座椅的安装件
5 地板面板1的前终端
7 后部分
9 凹陷
11 ***
13 后区域
15 用于后灯的安装件
17 后车身模块
19 左支撑件
21 右支撑件
23 车顶纵梁
25 前纵梁
27 后纵梁
29 横向构件
31 增强支柱
33 纵梁
35 靠背
37 座椅壳
39 用于电池模块的支架
41 运输箱
43 辊
45 座椅横向构件
Claims (11)
1.一种后车身模块，包括：
-一个地板面板(1)，其具有至少一个用于后座椅的安装件(3)以及一个向上延伸的后终端(13)，其中凹陷(9)和***(11)被形成在该地板面板(1)中用于加强作用，以及
-一个左支撑件(19)和一个右支撑件(21)，该左支撑件和该右支撑件在每种情况下形成车辆车身的一个C柱并且在该左支撑件和该右支撑件的上端处分叉成至少两个纵梁(25，27)，其中所述纵梁(25，27)分别被连接到一个后车顶纵梁(23)，并且所述车顶纵梁(23)通过一个横向构件(29)连接到彼此，其中一个增强支柱(31)相应地从该横向构件(29)露出来并且被耦合到所述车顶纵梁(23)。
2.根据权利要求1所述的后车身模块，其特征在于，一个用于接收电池模块的凹陷被形成在用于后座椅的安装件(3)下面。
3.根据权利要求1或2所述的后车身模块，其特征在于，两个用于后座椅的安装件(3)被形成在该地板面板(1)中并且一个座椅壳(37)被装配在每个安装件(3)上。
4.根据权利要求1到3中的一项所述的后车身模块，其特征在于，另一个纵梁(33)在每种情况下在一个支撑件(19，21)和该车顶纵梁(23)之间延伸，其中该后座椅的靠背(35)被附接到该另一个纵梁(33)。
5.根据权利要求1到4中的一项所述的后车身模块，其特征在于，一个运输箱(41)能够被装配在用于后座椅的安装件(3)上。
6.根据权利要求1到5中的一项所述的后车身模块，其特征在于，该地板面板(1)、所述支撑件(19，21，29)和/或所述纵梁(25，27，33)通过一个丝网增强。
7.根据权利要求1到6中的一项所述的后车身模块，其特征在于，该地板面板(1)、所述支撑件(19，21，29)、所述纵梁(25，27，33)、所述车顶纵梁(23)和/或所述增强支柱(31)由包括塑料的材料生产。
8.根据权利要求7所述的后车身模块，其特征在于，所述包含塑料的材料是纤维增强塑料、有机金属片材或夹层结构。
9.根据权利要求7或8所述的后车身模块，其特征在于，该塑料选自聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯和环氧树脂。
10.根据权利要求8所述的后车身模块，其特征在于，该夹层结构由一个上片材、一个下片材以及所述片材之间包含的聚合物泡沫或所述片材之间包含的蜂窝结构组成。
11.根据权利要求10所述的后车身模块，其特征在于，该上片材和该下片材在每种情况下是有机金属片材。
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