車(chē)身中心模塊的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】車(chē)身中心模塊
[0001 ]本發(fā)明涉及一種車(chē)身中心模塊，該車(chē)身中心模塊包括一個(gè)底板面板以及連接到該底板面板并且在每種情況下都以頂梁終止的支架。
[0002]車(chē)輛車(chē)身通常包括一個(gè)前部模塊、中心模塊和后部模塊，在前部模塊中，例如，容納了機(jī)動(dòng)車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，中心模塊具有乘客座椅，后部模塊在例如轎車(chē)情況下是行李箱，或者后部模塊在客貨兩用車(chē)的情況下是載貨區(qū)域。
[0003]車(chē)輛車(chē)身通常由鋼制成，其中該車(chē)輛車(chē)身具有一個(gè)支撐底板結(jié)構(gòu)，該支撐底板結(jié)構(gòu)被制造成車(chē)身中心模塊區(qū)域中的底板面板。在稍后的階段，用于司機(jī)和乘客的座椅以及如果可行的后部長(zhǎng)椅被安裝到該底板面板。在現(xiàn)今的機(jī)動(dòng)車(chē)的情況下，機(jī)動(dòng)車(chē)的側(cè)部模塊，例如擋泥板、A柱、B柱和C柱被橫向附接在支撐結(jié)構(gòu)上。A柱、B柱和C柱通過(guò)橫梁彼此連接并且支撐車(chē)頂。此外，在每種情況下頂梁通常位于A柱和B柱之間，并且此外，頂梁通常位于B柱和C柱之間。車(chē)輛車(chē)身的單個(gè)部件通常彼此焊接，并且不得不隨后在復(fù)雜工藝中設(shè)置有涂層以獲得足夠的抗腐蝕性。另外，腔需要密封以使得水、特別是促進(jìn)腐蝕的鹽不能進(jìn)入。
[0004]為了節(jié)約用于移動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)的能量，目前正努力達(dá)到減少車(chē)輛重量的目的。例如，通過(guò)使用比鋼密度低的材料(例如塑料)這是可能的。尤其非結(jié)構(gòu)性部件目前已由塑料制成。目前的機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)身的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)缺點(diǎn)是為了實(shí)現(xiàn)足夠的穩(wěn)定性，需要大量的同樣導(dǎo)致較高重量的材料。
[0005]因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種車(chē)身中心模塊，該中心模塊被配置成使得由于材料的節(jié)約以及材料的選擇，可實(shí)現(xiàn)比常規(guī)車(chē)身中心模塊更輕的重量。
[0006]該目的通過(guò)一個(gè)車(chē)身中心模塊實(shí)現(xiàn)，該車(chē)身中心模塊包括一個(gè)底板面板，該底板面板具有在行進(jìn)方向上延伸的、用于接收司機(jī)的座椅和乘客的座椅的兩個(gè)凹陷和一個(gè)在兩個(gè)凹陷之間延伸的隆起，其中兩個(gè)支架從兩個(gè)凹陷之間的隆起以V形向上延伸并且每個(gè)支架都以平行于車(chē)身中心模塊的縱軸線延伸的頂梁終止。
[0007]由于該設(shè)計(jì)具有以V形向上延伸的支架，因此能夠無(wú)需車(chē)輛中通常采用的結(jié)構(gòu)化的A柱、B柱、C柱以及連接柱的梁。由此，一方面可以節(jié)約材料，而另一方面可實(shí)現(xiàn)車(chē)身中心模塊的更簡(jiǎn)單的構(gòu)造。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于此設(shè)計(jì)，替代材料(例如聚合物材料)也可用于車(chē)身中心模塊的制造并且以此方式可進(jìn)一步減少重量。
[0008]由于底板面板配置了兩個(gè)平行于車(chē)身中心模塊的縱軸線延伸的凹陷和一個(gè)在兩個(gè)凹陷之間延伸的隆起，因此與平坦面板相比增加了底板面板的扭轉(zhuǎn)剛度。
[0009]車(chē)身中心模塊的縱軸線從車(chē)身中心模塊的前部延伸到車(chē)身中心模塊的后部并且因此在用剩余的模塊裝配完之后還從已經(jīng)完成的車(chē)身的前部延伸到已經(jīng)完成的車(chē)身的后部。在已經(jīng)完成的車(chē)輛中，這對(duì)應(yīng)于按行進(jìn)的方向延伸的取向。
[0010]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)支撐柱在每個(gè)支架和底板面板之間延伸。由于該附加的支撐柱，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度的進(jìn)一步增加。此外，一個(gè)橫梁可位于該支架和支撐柱之間。于是，由支架、支撐柱和橫梁組成的結(jié)構(gòu)具有A形形狀，其中A形形狀的分叉被連接到底板面板的隆起。
[0011]為了進(jìn)一步增加強(qiáng)度，還有利的是向上延伸的支架同樣地通過(guò)橫梁彼此連接，使得向上延伸的支架被配置成倒置的“A”形形狀?！癆”形形狀的頂部在這里是由底板面板的隆起形成，該底板面板的隆起與向上延伸的支架連接。當(dāng)向上延伸的支架的面向底板面板的一側(cè)在每種情況下分叉以形成平行于車(chē)身中心模塊的縱軸線延伸的構(gòu)件時(shí)，進(jìn)一步增加了穩(wěn)定性，其中該構(gòu)件在每種情況下都連接到底板面板的凹陷之間的中心的隆起。還有利的是，向上延伸的支架在遠(yuǎn)離底板面板的一側(cè)上以一個(gè)叉狀物終止，其中頂梁被連接到叉狀物的末端，使得也同樣因此增加扭轉(zhuǎn)剛度。
[0012]除了以倒置的“A”形形狀的向上延伸的支架的設(shè)計(jì)的之外，還可能按例如“T”形或“H”形來(lái)實(shí)施支架，其中仍在這種情況下，向上延伸的支架可相對(duì)于豎直方向傾斜。可朝向側(cè)面和/或者當(dāng)按行進(jìn)方向觀看時(shí)朝向前部或者后部進(jìn)行傾斜。在設(shè)計(jì)為“T”形形狀的情況下時(shí)，兩個(gè)支架還可形成柄，其中所述支架可從頂部向底部收斂或者從底部向頂部收斂，使得在支架之間在面向頂?shù)囊粋?cè)上或者在面向底板的一側(cè)上形成一個(gè)銳角。
[0013]車(chē)身中心模塊的底板面板可被設(shè)計(jì)成例如夾層構(gòu)造。為此，可能例如，給底板面板配置由纖維增強(qiáng)塑料或者金屬制成的兩個(gè)面板，其中在由纖維增強(qiáng)塑料或者金屬制成的兩個(gè)面板之間引入泡沫。替代地，還能夠單件式地構(gòu)造底板面板并且使用例如纖維增強(qiáng)塑料或者金屬，優(yōu)選地用局部增強(qiáng)肋來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該局部增強(qiáng)肋起增加底板面板的扭轉(zhuǎn)剛度的作用。
[0014]優(yōu)選地，例如可以是雙殼中空式設(shè)計(jì)并且可通過(guò)纖維增強(qiáng)塑料或者金屬制造的側(cè)部底框梁(Sei tenschwel ler)被集成在底板面板中。替代地，還可將該側(cè)部底框梁設(shè)計(jì)成具有泡沫芯的纖維增強(qiáng)塑料或者金屬的雙殼。為了增加該側(cè)部底框梁的穩(wěn)定性，還可能提供具有局部絲線增強(qiáng)的側(cè)部底框梁。
[0015]向上延伸的支架、支撐柱和橫梁還可具有夾層構(gòu)造并且通過(guò)面板形成，所述面板由纖維增強(qiáng)塑料或者金屬形成并且在面板之間引入了泡沫。替代地，還可將支架、支撐柱和橫梁設(shè)計(jì)成由纖維增強(qiáng)塑料或者金屬制成的中空體并且用泡沫將其填充。此外，還可將支架、支撐柱和橫梁設(shè)計(jì)成由纖維增強(qiáng)塑料或者金屬制成的、具有局部增強(qiáng)肋的單殼。附加地，還可能設(shè)計(jì)成由塑料或者金屬制成的雙殼空心型材。
[0016]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，座椅的靠背在每種情況下都被緊固到一個(gè)支架和一個(gè)支撐柱上。由于座椅的靠背被緊固到一個(gè)支架和一個(gè)支撐柱上，因此同樣實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性的增加。
[0017]還有利的是，座椅外殼跨越底板面板中的每個(gè)凹陷。座椅外殼在這里優(yōu)選地在每種情況下被緊固到中間隆起上和界定凹陷并且通常形成側(cè)部底框梁的外部隆起上。座椅外殼被緊固到外部隆起上和中間隆起上，同樣額外地起增加穩(wěn)定性的作用。座椅外殼在這里起接收座椅面的作用并且另外具有的優(yōu)點(diǎn)是，在側(cè)面碰撞的情況下，由此實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)化。
[0018]如果車(chē)身中心模塊被用于電動(dòng)操作的機(jī)動(dòng)車(chē)的構(gòu)造中，對(duì)于凹陷中的由座椅外殼跨越的空間被用作電池的構(gòu)造空間是特別有利的。為此，電池元件優(yōu)選地被容納在座椅外殼下面的凹陷中。底板面板的凹陷中的電池元件的位置起保護(hù)電池的作用。利用座椅下面的凹陷作為電池的構(gòu)造空間允許車(chē)輛根據(jù)范圍需求來(lái)配備電池元件。以此方式，在低范圍需求的情況下可提供少量電池元件，由此，沒(méi)有插入電池元件的構(gòu)造空間可被用作額外的存儲(chǔ)空間。附加地，由于電池元件數(shù)量的減少，因此減少了車(chē)輛重量并且還因此減少了所需的能量。
[0019]座椅外殼的構(gòu)造優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于底板面板的構(gòu)造或支架、支撐柱和橫梁的構(gòu)造，例如以?shī)A層構(gòu)造形式的單殼構(gòu)造或者雙殼空心型材。
[0020]如果在底板面板、支架、支撐柱、橫梁和座椅外殼的制造中使用了纖維增強(qiáng)塑料，則特別優(yōu)選地采用基于熱塑的纖維增強(qiáng)塑料作為基質(zhì)材料。所采用的纖維可以是短纖維、長(zhǎng)纖維或者連續(xù)纖維。如果采用了連續(xù)纖維形式的纖維，則可能將它們用作無(wú)瑋織物(Gelege)、針織織物、紡織織物、或是不定向的形式。如果連續(xù)纖維被用作無(wú)瑋織物、紡織織物或針織織物，則多層纖維可被定位在彼此的頂部上。在纖維無(wú)瑋織物的情況下，單個(gè)層的纖維可相對(duì)于彼此扭曲。
[0021 ]特別優(yōu)選地采用無(wú)瑋織物形式的纖維。
[0022]適合作為纖維的材料是，例如，玻璃纖維、碳纖維、鈦酸鉀纖維、聚芳基酰胺纖維或者玄武巖纖維。特別適合于基質(zhì)的聚合物材料是聚酰胺(PA)、聚氨酯(PU)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)或者環(huán)氧樹(shù)脂。聚酰胺、聚氨酯和環(huán)氧樹(shù)脂是特別優(yōu)選地。
[0023]通過(guò)將絲網(wǎng)引入單個(gè)部件，特別是底板面板、支架、支撐柱和橫梁，可實(shí)現(xiàn)額外的強(qiáng)化。絲網(wǎng)的絲線在這里優(yōu)選地由金屬制成。
[0024]適合于絲線的金屬是，例如，鋼、鋁或者鎂。鋼作為用于絲線的金屬是特別優(yōu)選地。
[0025]如果金屬用于制造底板面板、支架、支撐柱和橫梁，特別是用于在其之間引入了泡沫的雙殼構(gòu)造或者用于單殼構(gòu)造，則優(yōu)選地金屬選自鋼、鋁或者鎂。
[0026]在雙殼構(gòu)造的情況下，在纖維增強(qiáng)塑料或者金屬的兩個(gè)外殼之間引入的泡沫優(yōu)選地是聚合物泡沫。適合的聚合物泡沫是，例如，基于聚氨酯(PU)、聚醚砜(PES)、聚酰胺(PA)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)或者聚酯的閉孔泡沫或者開(kāi)孔泡沫。
?0027] 底板面板、支架、支撐柱和橫梁之間的連接優(yōu)選的是形配合的(formschlUss ig)。特別優(yōu)選地是，底板面板和支架、支撐柱和橫梁在對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)處彼此焊接。除了焊接之夕卜，還可能以替代方式將單個(gè)部件粘合、鉚接或螺紋連接到彼此。
[0028]特別是在支架、支撐柱和橫梁被設(shè)計(jì)成空心型材的情況下，替代地還可能將塑料部件插入到空心型材中并且被螺紋連接到空心型材或者粘合到空心型材。
[0029]出于制造整體的車(chē)輛的目的，車(chē)身中心模塊被連接到前部模塊和后部模塊。車(chē)身中心模塊在這里被設(shè)計(jì)成使得前部模塊或者后部模塊能夠分別以形配合的方式連接到車(chē)身中心模塊，例如通過(guò)焊接或者粘合，或者以力配合連接實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)螺紋連接。
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