CN113165490A - 用于将能量储存器固定在汽车的侧槛梁上的连接元件 - Google Patents

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CN113165490A CN201980081159.1A CN201980081159A CN113165490A CN 113165490 A CN113165490 A CN 113165490A CN 201980081159 A CN201980081159 A CN 201980081159A CN 113165490 A CN113165490 A CN 113165490A
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Abstract

本发明涉及一种用于将能量储存器(37)固定在汽车的侧槛梁(9)上的连接元件(24)，所述连接元件具有能支承在所述侧槛梁(9)的下翼板(13)上的固定套管(21)，在该固定套管上能固定有固定元件、尤其是能量储存器(37)的螺钉(38)。在此，为了提供一种连接元件(24)，借助该连接元件能够实现将能量储存器(37)更稳定地固定在侧槛梁(9)上同时更简单地装配，该连接元件(24)具有另一构件(隔板16)，该构件与所述固定套管(21)经由相应的接合区域(25、26)在其相对位置方面彼此可调节地连接。

Description

用于将能量储存器固定在汽车的侧槛梁上的连接元件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于将能量储存器固定在汽车的侧槛梁上的连接元件。本发明还涉及一种根据权利要求8的前序部分所述的侧槛梁。
背景技术
由EP2468609B1已经已知多个这样的用于将能量储存器固定在汽车的侧槛梁上的连接元件。所述连接元件中的每个连接元件在此构造成以滑块形式的一件式的固定套管，所述滑块容纳并且支承在侧槛梁的下翼板的相应的槽中。在此，在相应的固定套管的螺纹开口拧入螺钉，能量储存器通过该螺钉固定在侧槛梁上。然而，仅支承在下翼板上的这种固定套管仅仅能有限地吸收力。因此，一般期望的是，将固定套管更好地固定在侧槛梁上。
当然在此要考虑的是，根据现有技术的侧槛梁此外沿大多平行于车辆横向方向(y方向)延伸的装配方向经常在车辆高度方向(z方向)上构造成底切的。由此恰好在将相应的用于能量储存器的固定套管装配在侧槛梁上时得到相对复杂的装配，在装配时例如侧槛梁的构件在相应的固定套管的区域中必须被剪下并且因此被削弱。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供开头所述类型的一种用于将能量储存器固定在侧槛梁上的连接元件以及一种侧槛梁，借助它们能够实现将能量储存器更稳定地固定在侧槛梁上同时更简单地装配。
根据本发明，所述任务通过具有权利要求1和8的特征的一种用于将能量储存器固定在侧槛梁上的连接元件以及一种侧槛梁来解决。有利的设计方案是相应从属权利要求的主题。
根据本发明的连接元件包括可支承在侧槛梁的下翼板上的固定套管，在该固定套管上可固定有固定元件、尤其是能量储存器的螺钉。在此，为了实现将能量储存器更稳定地固定在侧槛梁上同时更简单地装配，该连接元件具有另一构件、尤其是以隔板的形式，该构件与所述固定套管经由相应的接合区域在其相对位置方面彼此可调节地连接。通过具有固定套管和所述另一构件/隔板的连接元件的两件式的设计方案，因此首先以简单的方式能够在其相对位置方面匹配所述两个构件并且随后将它们例如通过点焊、激光焊接或其它接合方法必要时也机械连接方法接合。通过所述两件式，首先能够以简单的方法实现将相应的连接元件大尺寸地与侧槛梁的构件连接，使得能够实现将能量储存器极其稳定地连接在侧槛梁上。因此，通过所述连接元件的可调节性，在其上固定有底部能量储存器的固定套管可以通过所属的支承元件、尤其是隔板以简单的方式在显著的高度延伸方向上并且尤其是连接在侧槛梁的所属的加固部件上。
此外，通过例如沿车辆高度方向(z方向)和/或沿车辆横向方向(y方向)匹配连接元件可以以简单的方式实现公差补偿，这明显简化了装配。此外，所述两件式也能够实现将连接元件应用在构造成底切的侧槛梁中，这又具有的优点是侧槛梁的构件在连接元件的区域中不必被剪下。
在本发明的有利的设计方案中，连接元件的所述另一构件构造成隔板，该隔板能与所述侧槛梁的另一构件、尤其是加固部件连接。这种隔板构造得特别简单，可以容易地与固定套管连接，并且此外大尺寸地与侧槛梁的相应构件连接，从而总体上能够实现将能量储存器特别有利且稳定地固定在侧槛梁上。
在本发明的另一种有利的设计方案中，所述固定套管和所述另一构件、尤其是隔板在相互连接之前沿其相应的接合区域参考其安装位置沿车辆横向方向(Y方向)和/或沿车辆高度方向(z方向)在其相对位置方面彼此可调节。由此提出一种连接元件，这可以以最佳的方式在补偿相应的公差的情况下被固定在侧槛梁上。
此外被证明有利的是，所述固定套管和所述另一构件/隔板的相应的接合区域构造成平的面，由此得到特别简单地并且可容易重复地调节所述固定套管和所述另一构件/隔板。
在本发明的另一种有利实施方式中，固定套管构造成冷挤压部件，该固定套管能够实现简单的制造方法并且开启与通常构造成钢板构件的其它构件/隔板的良好的连接可能性。
以另一种有利的方式，所述固定套管和所述另一构件/隔板通过接合连接、尤其是通过点焊相互连接。这种接合方法能够在装配时特别容易地实现。
另一种有利的实施方式规定，所述固定套管具有头部，固定套管通过该头部可被支承在侧槛梁的下翼板上。由此得出将固定套管特别稳定地固定在下翼板上。
一种用于汽车的侧槛梁也属于本发明，该侧槛梁具有侧槛梁内部件、下翼板和侧槛梁外部件，通过它们限定侧槛梁的空腔。在所述空腔中设置有加固部件，该加固部件固定在侧槛梁内部件上。所述侧槛梁在此具有至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的连接元件。在此，通过所述至少一个连接元件可实现的优点与对于侧槛梁而言得到的优点相同。
在此，被证明特别有利的是，下翼板和加固部件构造成能预装配的、结构方案特定的结构单元，所述下翼板和加固部件经由至少一个连接元件相互连接。因此，下翼板和加固部件作为能预装配的结构单元的部分能够特定地与汽车的结构方案相协调。因此，例如可以实现一种由用于具有底部能量储存器的车辆的下翼板和加固部件构成的结构单元，该结构单元例如补充有相应的用于将能量储存器连接在侧槛梁上的连接元件，而可以提供一种用于具有燃烧驱动装置的汽车的结构单元，该结构单元与此相对地简化地构造。因此，侧槛梁可以以简单的方式整体上与汽车的相应的结构方案相协调，其中，相应的结构方案尤其是涉及所述驱动设计，但必要时也例如涉及汽车(大轿车、越野车、货车、轿跑车、敞篷车等)的车辆垂直高度。
本发明的其它特征由权利要求、附图和附图说明得出。在上文中在说明中提到的特征和特征组合以及在下文中在附图说明中提到的和/或仅在附图中仅示出的特征和特征组合不仅可以以分别给出的组合、而且也能够以其它的组合或者独自地应用。
附图说明
现在借助一种优选的实施例以及参考附图详细阐述本发明。其中：
图1示出轿车的车身在部分示出的根据本发明的侧槛梁的区域内的局部透视图，该侧槛梁包括配属于底板总成的侧槛梁内部件以及具有下翼板和加固部件的结构方案特定的能预装配的结构单元，所述下翼板和加固部件在当前结构方案特定的实施方式中通过多个连接元件相互连接，所述连接元件包括相应的用于固定汽车的能量储存器的固定套筒和配属的隔板，所述固定套筒和隔板可沿车辆高度方向在其相对位置方面相互调节并且相互连接，
图2a以相应的透视图示出用于制造根据图1的能预装配的结构单元的第一制造步骤的示意性说明，在该第一制造步骤中将相应的隔板与加固部件连接，
图2b以相应的透视图示出用于制造根据图1的能预装配的结构单元的另一个方法步骤的示意性说明，在该方法步骤中为了将底部能量储存器固定在汽车上而设置有相应的固定套管，这些固定套管被固定在能预装配的结构单元的下翼板的上侧上，
图2c示出具有根据图2a的隔板和具有根据图2b的固定套管的下翼板的加固部件的相应的其它透视图，这些固定套管在另一个方法步骤中相互连接成完成的能预装配的结构单元，
图3示出预制的、结构方案特定的结构单元与中间的侧壁部件组装的透视分解示图，该侧壁部件随后与设置在底板总成的侧面上的侧槛梁内部件连接，
图4示出预制的、结构方案特定的结构单元与固定地设置在底板总成的侧面上的侧槛梁内部件的组装的局部透视图，该侧槛梁内部件与结构单元的下翼板沿着在侧槛梁的纵向延伸方向上延伸的法兰连接件借助加固部件间接地相互连接，
图5示出部分示出的侧槛梁的透视的并且相对于图4的强烈放大的剖面图，其中，此外在侧槛梁的下侧上固定有用于汽车电驱动装置的底部能量储存器，
图6示出由相应的固定套管和所配属的隔板构成的两件式的连接元件中的一个的透视图，通过该连接元件将下翼板与加固部件相互连接，
图7示出根据图1至5的侧槛梁的局部剖面图，该侧槛梁具有固定在其上的底部能量储存器，
图8示出根据另一种实施方式的预装配的结构单元的透视分解示图，其中，在各连接元件与下翼板连接之前，首先调节各连接元件的高度和连接各连接元件，并且将各连接元件与加固部件连接，
图9以与图5类似地在一种替代的实施方式中示出侧槛梁的透视剖面图，其中，能量储存器的相应的固定套管突出通过加固部件的下部的壁区域并且与所属的隔板连接，该隔板本身设置在由加固部件和侧槛梁内部件限定的空腔内，并且
图10示出侧槛梁的另一种替代的设计方案的透视图，其中设置有不同类型的能预装配的、结构方案特定的结构单元，该结构单元在单纯用燃料运行的轿车中使用，并且在该结构单元中下翼板和加固部件仅通过连接元件相互连接。
具体实施方式
图1以局部透视图示出轿车的车身，其中尤其是可看出底板总成1，在该底板总成的外侧上设置有沿车辆纵向方向(x方向)或沿车辆高度方向(z方向)延伸的侧壁2，但在此仅能看到侧壁的内部的侧壁部件3。在所述内部的侧壁部件3上在外侧连接有一个中间的和一个外部的侧壁部件。在侧壁2或侧壁部件3中可以看到前门开口4和后门开口5，同样也可以看到以A柱6、B柱7和C柱8形式的门柱。
在(沿向前行驶方向观察)车辆左侧上可部分地看出侧槛梁9，该侧槛梁至少基本上在前轮罩11与后轮罩12之间延伸。在此，侧槛梁9包括当前至少基本上同样从前轮罩11延伸至后轮罩12的侧槛梁内部件10，该侧槛梁内部件当前固定在底板总成1上或者侧壁2的内部的侧壁部件3上。
此外，所述侧槛梁9包括沿车辆高度方向(z方向)向下限定该侧槛梁的、大致水平沿车辆横向方向(y方向)和车辆纵向方向(x方向)延伸的下翼板13以及在横截面中大致帽形的加固部件14，该加固部件以其它还将详细描述的方式容纳在由侧槛梁9构成的空腔中。在此，下翼板13以还将进一步详细说明的方式与侧槛梁内部件10分开地构造并且沿在侧槛梁9的纵向延伸方向上延伸的法兰连接件通过加固部件14与侧槛梁内部件10连接。此外，下翼板13和加固部件14形成一个参照图2a至2c还要详细描述的能预装配的和结构方案特定的结构单元15，该结构单元首先与底板总成1分开地制造并且最后被固定在底板总成1上或者侧槛梁内部件10上。
借助图2a至2c现在还要阐述能预装配的、结构方案特定的结构单元15的组装：
图2a为此以相应的透视图示出加固部件14以及相应的隔板16、17，所述隔板(如这在图2a中所示)例如通过点焊、激光焊接或类似的接合方法必要时也借助机械连接与加固部件14连接。在此，隔板16在纵向延伸方向上分布地设置在加固部件14上，更确切地说设置在竖直延伸的壁区域19和基本上水平延伸的壁区域20之间的角区域中。隔板17构成侧槛梁9的相应的前封闭件和后封闭件。必要时，尤其是也可以在侧槛梁9的前部区域和尾部区域中还固定有千斤顶容纳部。加固部件14例如通过滚轧成形制成。
图2b以相应的透视图示出用于制造根据图1的能预装配的结构单元的另一个方法步骤的示意性说明，在该方法步骤中为了将底部能量储存器固定在汽车上而设置有相应的固定套管21，这些固定套管例如通过点焊被固定在能预装配的结构单元15的下翼板13的上侧上。固定套管21在此通过冷挤压制成并且包括头部22和与该头部一件式连接的杆23。螺纹孔39(图7)被引入到相应的固定套管21中，用于固定能量储存器37(图7)的螺钉38(图7)可被固定在该螺纹孔中。所述螺纹孔39与在下翼板13内的开口重叠地设置。
图2c示出具有根据图2a的隔板16、17的加固部件14和具有根据图2b的固定套管21的下翼板13的相应的其它透视图，所述加固部件和下翼板在另一个方法步骤中相互连接成完成的能预装配的结构单元。在加固部件14的侧面上的隔板16和在下翼板13的侧面上的所属的固定套管21在这里通过点焊、必要时也通过其它接合方法相互连接。每对(由相应的隔板16和所属的固定套管21组成)在此构成连接元件24，加固部件14和下翼板13通过该连接元件相互连接。因此，下翼板13和加固部件14通过能预装配的结构单元15的多个连接元件24相互连接。
结合附图6(该图示出由相应的固定套管21和所属的隔板16构成的两件式的连接元件24的透视图，通过该连接元件将下翼板13和加固部件14相互连接)可以看出，不仅相应的隔板16而且所属的固定套管21分别具有一个接合区域25、26，所述接合区域具有分别竖直地沿车辆高度方向(z方向)和沿车辆横向方向(y方向)延伸的平的面，或者构造成这样的面。沿这些面或者接合区域25、26，在此相应的隔板16和所属的固定套管21在其位置方面相对彼此能够尤其是沿车辆高度方向(z方向)，但是也能够沿车辆横向方向(Y方向)、即在其彼此的相对位置方面进行调节。在所述调节之后，例如通过点焊将隔板16和所属的固定套管21接合。这些方法步骤全部在结构单元15的预装配的范围内进行。
此外，下翼板13和加固部件14也直接相互连接，即沿在侧槛梁的纵向延伸方向上延伸的法兰连接件27连接。在此，相应的法兰通过激光焊接连接，其中，也可设想其它的接合方法。
借助图3上方的透视分解示图可看出，在白车身制造的范围内，侧槛梁内部件10与底板总成1焊接。根据图3中下方的图示，预制的、结构方案特定的结构单元15首先与侧面框架中间42根据箭头43连接，据此侧面框架中间42在内侧与在这里未示出的侧面框架内部以及同样未示出的侧面框架外部连接。因此，所述侧面框架中间42、侧面框架内部和侧面框架外部(它们可以分别构造成一件式的或多件式的)形成侧面框架或车身的侧壁。所述侧面框架外部在此在侧槛梁9的区域中构成在图7中可见的侧槛梁外部件41。
随后将具有结构单元15的侧面框架固定在具有侧槛梁内部件10的底板总成1上。
图4以局部透视图再次单独地示出预制的、结构方案特定的结构单元15与固定地设置在底板总成1的侧面上的侧槛梁内部件10的组装。
结合图5(该图示出部分示出的侧槛梁9的透视的并且相对于图4强烈放大的剖面图)或结合图7(该图示出整个侧槛梁9的从前面看的剖视图)可以尤其是看出，下翼板13借助加固部件14与侧槛梁内部件10间接地连接。在下翼板13与侧槛梁内部件10之间的这种间接的连接尤其是通过横截面为帽形的加固部件14的在图5和图7中可见的下部的法兰28实现，该加固部件将下翼板13的向上折弯的法兰29与侧槛梁内部件10的下部的端部区域或者法兰30连接。加固部件14的法兰28和下翼板13的法兰29之间的连接构成上述的法兰连接件27，该法兰连接件在结构单元15的预装配的范围内产生。
通过点焊，然后在白车身制造中一方面加固部件14的法兰28与侧槛梁内部件10的法兰30连接成沿侧槛梁9的纵向延伸方向、即至少基本上水平地并且沿车辆纵向方向(x方向)延伸的法兰连接件31并且由此在下翼板13和侧槛梁内部件10之间建立间接的连接。另一方面，在上部区域中加固部件14的上法兰33与侧槛梁内部件10沿同样水平地且沿车辆纵向方向(x方向)延伸的法兰连接件32连接。
在图7中还可看出侧槛梁外部件41，该侧槛梁外部件利用上法兰45与侧槛梁内部件10的法兰34连接。在侧槛梁9的下部的外部区域中，侧槛梁外部件41通过法兰46与下翼板13的法兰35连接。因此侧槛梁外部件41与侧槛梁内部件10和下翼板13一起限定侧槛梁9的空腔36，在该空腔中还设置有位于加固部件14和下翼板13之间的加固部件14和连接元件24。
此外，在图6和图7的概观中清楚的是，以哪种方式实现相应的连接元件24的在车辆高度方向(z方向)上的高度延伸的匹配。在此可看出相应的隔板16和所属的固定套管21的相应的接合区域25、26，这些接合区域面状地相互贴靠并且沿着这些接合区域可以竖直地沿车辆高度方向(z方向)和沿车辆横向方向(y方向)将隔板16和所属的固定套管21在其位置方面相对彼此进行调节。然而该方法步骤在结构单元15的预装配的范围内进行。
此外，由图5和图7还可以清楚地看到，用于汽车电驱动装置的底部能量储存器37以何种方式被固定在相应的侧槛梁9上。这通过相应的螺钉38实现，这些螺钉被拧入到相应的固定套管21的分别所属的螺纹孔39中。
为了实现底部能量储存器37相对于侧槛梁9的位置精确的布置结构，在下翼板13中设置有在图2b和2c中可看出的基准元件、尤其是定界开口40，以用于使能量储存器37定向。因此，所述定界开口40在结构单元15预装配时就已经设置，从而连接元件24可以在其上定向，以便将相应的公差链保持得特别小。
侧槛梁内部件10和下翼板13在此由不同的材料构成，其中，侧槛梁内部件10尤其是由高强度的或者最高强度的钢构成，并且下翼板13尤其是由与此相对更易延展的钢材料构成。侧槛梁内部件10必要时可以由镀锌的、在直接热成形中被加压淬火的构件构成。
图8示出根据另一种实施方式的预装配的结构单元15的透视分解示图，其中，在各连接元件此外与下翼板13连接之前，首先调节各连接元件24(其包括相应的固定套管21和所属的隔板16)的高度和将各连接元件相互连接并且将其与加固部件14连接。换句话说，固定套管21和所属的隔板16相互在所希望的高度/位置上彼此定向并且相互接合，并且此外与加固部件14连接。在此，所述方法步骤的顺序必要时可以改变。因此可设想，首先将各固定套管21固定在加固部件14上，然后将所属的隔板16在各固定套管上定向和固定，或者首先将固定套管21和所属的隔板16彼此定向并且相互连接，然后将这样提供的连接元件24固定在加固部件上。
然而，对于结构单元15的当前的实施方式重要的是，在前述方法步骤之后才将下翼板与加固部件14(通过法兰连接件27)或者连接元件24连接。
在图8中与图5类似地在一种替代的实施方式中示出侧槛梁9的透视剖面图，其中，能量储存器37的相应的固定套管21突出通过加固部件14的下部的壁区域20并且与所属的隔板16连接，该隔板本身设置在由加固部件14和侧槛梁内部件10限定的空腔47内。在当前情况下，相应的隔板16和所属的固定套管21也分别具有一个接合区域25、26，所述接合区域具有分别沿车辆高度方向(z方向)和沿车辆横向方向(y方向)竖直延伸的面或者构造成这样的面。沿这些面或者接合区域25、26，在此相应的隔板16和所属的固定套管21在其相对彼此位置方面能够尤其是沿车辆高度方向(z方向)，但是也能够沿车辆横向方向(Y方向)在其相对位置方面进行调节。在所述调节之后，例如通过点焊将隔板16和所属的固定套管21接合。
这些方法步骤也可以在当前情况下在结构单元15的预装配的范围内进行。在此，下翼板13又与加固部件14分开地构造并且通过法兰连接件27与加固部件14连接。在此，下翼板13也与侧槛梁内部件10分开地构造并且与该侧槛梁内部件借助于加固部件14经由法兰连接件31连接。
最后图10示出侧槛梁9的一种替代的设计方案，其中，设置有不同类型的、能预装配的、结构方案特定的结构单元15，该结构单元15在单纯用燃料运行的轿车中使用。因为在此不需要连接元件24来连接能量储存器37，所以在此省略了所有的隔板16和固定套管21以及后面的一对，从而下翼板13和加固部件14仅通过这一个连接元件24相互连接。然而，在下翼板13和加固部件14之间(在结构单元15的预装配的范围内)以及在结构单元15和侧槛梁内部件10之间的法兰连接件基本上与前述实施方式相同。
因此，总体上可看出一种模块化***，其中，下翼板13或者结构单元15能够以简单的方式结构方案特定地(在此根据汽车的驱动方式)被匹配并且被预装配并且随后将其与搭接结构方案的侧槛梁内部件10连接，以便在不同的汽车配置之间实现结构方式的所期望的简单的、成本有利的并且符合需求的变化。
附图标记列表
1 底板总成
2 侧壁
3 侧壁部件
4 门开口
5 门开口
6 A柱
7 B柱
8 C柱
9 侧槛梁
10 侧槛梁内部件
11 前轮罩
12 后轮罩
13 下翼板
14 加固部件
15 结构单元
16 隔板
17 隔板
19 壁区域
20 壁区域
21 固定套管
22 头部
23 轴
24 连接元件
25 接合区域
26 接合区域
27 法兰连接件
28 法兰
29 法兰
30 法兰
31 法兰连接件
32 法兰连接件
33 法兰
34 法兰
35 法兰
36 空腔
37 能量储存器
38 螺钉
39 螺纹孔
40 定界开口
41 侧槛梁外部件
42 侧框架中间
43 箭头
44 箭头
45 法兰
46 法兰
47 空腔

Claims (9)

1.用于将能量储存器(37)固定在汽车的侧槛梁(9)上的连接元件(24)，所述连接元件具有能支承在所述侧槛梁(9)的下翼板(13)上的固定套管(21)，在该固定套管上能固定有固定元件、尤其是能量储存器(37)的螺钉(38)，其特征在于，所述连接元件(24)具有另一构件(隔板16)，该构件与所述固定套管(21)经由相应的接合区域(25、26)在其相对位置方面彼此可调节地连接。
2.根据权利要求1所述的连接元件(24)，其特征在于，所述连接元件(24)的所述另一构件构造成隔板(16)，该隔板能与所述侧槛梁(9)的另一构件、尤其是加固部件(14)连接。
3.根据权利要求1或2所述的连接元件(24)，其特征在于，所述固定套管(21)和所述另一构件(隔板16)能够在相互连接之前沿其相应的接合区域(25、26)参考其安装位置沿车辆横向方向(Y方向)和/或沿车辆高度方向(z方向)在其相对位置方面彼此调节。
4.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(24)，其特征在于，所述固定套管(21)和所述另一构件(隔板16)的相应的接合区域(25、26)构造成平的面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(24)，其特征在于，所述固定套管(21)构造成冷挤压部件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(24)，其特征在于，所述固定套管(21)和所述另一构件(隔板16)通过接合连接、尤其是通过点焊相互连接。
7.根据前述权利要求中任一项所述的连接元件(24)，其特征在于，所述固定套管(21)具有头部(22)，固定套管(21)通过该头部能被支承在侧槛梁(9)的下翼板(13)上。
8.用于汽车的侧槛梁(9)，其具有侧槛梁内部件(10)、下翼板(13)和侧槛梁外部件(41)，通过它们限定侧槛梁(9)的空腔(36)，在该空腔中设置有固定在侧槛梁内部件(10)上的加固部件(14)，其特征在于，侧槛梁(9)具有至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的连接元件(24)。
9.根据权利要求8所述的侧槛梁(9)，其特征在于，所述下翼板(13)和加固部件(14)构造成能预装配的、结构方案特定的结构单元(15)，所述下翼板和加固部件经由至少一个连接元件(24)相互连接。
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