CN100518983C - 用于机动车辆的结构元件、相应的机动车辆以及用于制造这种结构元件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于机动车辆的结构元件，该类型结构元件包括：至少一个具有封闭截面的中空金属体(4)，其具有外表面(24)和至少一个在该外表面(24)上形成的卡接用凸起(22)；和至少一个被复合模制在该金属体上的塑料材料体(6)，该塑料材料体(6)以至少部分搭接该卡接用凸起(22)的方式搭接该第一金属体的外表面(24)，以将该第二塑料材料体与该第一金属体(4)连接。根据本发明的一个方面，该卡接用凸起(22)在该金属体(4)的外表面(24)上突起，该卡接用凸起(22)是封闭的并且来源于该金属体(4)的材料，并且具有相对于该金属体(4)的外表面(24)的凹进部(40)。本发明适用于机动车辆的前面。

Description

用于机动车辆的结构元件、相应的机动车辆以及用于制造这种结构元件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的结构元件，该类型结构元件包括：
-具有封闭截面的中空金属体，其具有外表面和至少一个在该外表面上形成的卡接用凸起(relief d’accrochage)；和
-被复合模制在该金属体上的塑料材料体，该塑料材料体以至少部分搭接(recouvrir)该卡接用凸起的方式搭接该第一金属体的外表面，以将该第二塑料材料体与该第一金属体连接。
背景技术
这种结构元件由于组合使用了金属和塑料材料而通常被称作“混杂结构元件”。
文献WO 2004/056610描述了上述类型的结构元件，其中金属体是管子，卡接用凸起以在该管子中设置的开口的形式提供。
但是，在该管子中设置的开口降低了管子的机械强度，并且因此降低了结构元件的机械强度。
发明内容
本发明的目的是提供具有改进的机械强度的混杂结构元件。
为此，本发明提供了上述类型的结构元件，其特征在于，该卡接用凸起在该金属体的外表面上突起，该卡接用凸起是封闭的并且来源于该金属体的材料，并且具有相对于该金属体的外表面的凹进部(contre dépouille)。
根据其它实施方案，该结构元件包括一种或多种以下特性，这些特性为单独的或者为技术上可能的任意组合：
-该卡接用凸起具有与该金属体连接的底部，以及相对于该底部突起的边缘，该边缘具有相对于该金属体的外表面呈凹进的面；
-该边缘由该卡接用凸起的褶皱(pli)形成；
-该边缘在与该金属体相对的卡接用凸起的自由端形成；
-该边缘具有基本上为圆形或长方形或椭圆形(oblong)的外周轮廓；
-该呈凹进的面与邻接该底部的该金属体的外表面的区域一起界定出该塑料材料体在其中延伸的通道；
-该金属体是伸长的，并且包括至少两个沿着该金属体的长度方向上隔开的卡接用凸起；
-该金属体包括至少两个在该金属体的相对壁上形成的卡接用凸起；
-该结构元件是车辆的前面的元件。
本发明还涉及包括如上定义的结构元件的机动车辆。
本发明进一步涉及用于制造如上定义的结构元件的方法，其中在金属体成形阶段通过将该金属体定位于模具中并将加压流体引入到该金属体的内部而形成在该金属体的外表面上突起的卡接用凸起的坯部，并且使该坯部变形而获得带有凹进部的卡接用凸起。
有利地，通过挤压形成褶皱的方式使该坯部变形，该褶皱具有相对于该金属体的外表面呈凹进的面。
附图说明
参照附图阅读下面仅作为举例进行的说明，将能够更好地理解本发明及其优点，在附图中：
-图1是根据本发明的机动车辆的前面(face avant)的透视图；
-图2是图1中的前面的放大的局部透视图；
-图3是沿图1和2中的前面的III-III的局部截面图；
-图4-7所示为图1中的前面的制造方法的步骤；和
-图8是类似于图2的图，其示出了该前面的一种变化形式。
具体实施方式
在下文中，取向为机动车辆的通常取向。
因此，术语“前”、“后”、“右”、“左”、“上”和“下”均指相对于驾驶员的位置和如图1中的箭头“S”所示的车辆前行移动方向而言的。
如图1所示，前面2包括基本上水平延伸的金属管状上横梁4，以及两个基本上垂直延伸的塑料材料侧支柱6。
两个侧支柱6彼此侧向地间隔开，并且从横梁4向下延伸。
这种前面2被用于安装在机动车辆的前部，以支撑不同的设备如光学模块、电动风扇组、散热器、冷凝器等。
因而，支柱6在它们之间界定出中央空间8，该空间容纳例如散热器、冷凝器和电动风扇组。
同样地，横梁4的侧端部分10与支柱6的向外侧向延伸的支臂12一起界定出容纳光学模块的空间14。
横梁4包括在端部分10之间基本上直线延伸的中央部分16。
端部分10相对于中央部分16是倾斜的，并且向后和侧向向外延伸。
支柱6的上端部分18被固定到在端部分10附近的中央部分16上。
前面2相对于中间垂直面是基本上对称的。下面将只详细描述前面2的右半部分(图1中的左边)。
正如图2所示出的，右端部分10具有通过挤压横梁4而被压平的自由端部20。
端部20具有两个孔21，这两个孔用来容纳将横梁4固定到机械车辆的结构上的部件，例如螺栓或螺杆(未示出)。
右支柱6的端部分18通过搭接卡接用凸起22而复合模制到横梁4上，卡接用凸起22用虚线表示，在横梁4的外表面24上突起，用于连接右支柱6和横梁4。
图3是在垂直于中央部分16纵向方向的平面中的截面图，如图3所示，横梁4具有基本上梯形的闭合四边形截面，该截面由通过圆角连接在一起的四个基本上平的壁26、28、30、32限定。
更具体地，横梁4包括彼此平行的后壁26和前壁28，它们是基本上垂直的，通过在向前的方向上会聚的下壁30和上壁32连接在一起。
卡接用凸起22在后壁26和前壁28中的每个壁上形成。
每个凸起22来源于相应壁26、28的材料，并且是封闭的，也就是说在横梁4的内部和外部之间没有开口，这保持了横梁4的机械强度。
正如将在下文中特别解释的，每个凸起22例如通过使相应的壁26、28变形来获得。
每个凸起22在与相应的壁26、28相对的端部具有基本上与相应的壁26、28平行的圆形扁平头部34以及将头部34与相应的壁26、28连接的圆形底部36。
每个凸起22的头部34大于底部36并且具有相对于底部36突起的外周边缘38。正如将在下文中更详细解释的，每个边缘38由材料的褶皱形成。
边缘38具有基本朝向邻接底部36的外表面24的区域42的面40。面40例如基本上平行于相应的区域42。
面40与相应的区域42界定出围绕凸起22的底部36的环形通道。
面40是呈凹进的，并且可以卡接构成外表面24上的端部分18的塑料材料。
实际上，右支柱6的端部分18搭接横梁4的后壁26、前壁28和下壁30，上壁32保持未搭接。
在后壁26和前壁28上，端部分18通过包封头部34并通过渗透到空间44中来搭接凸起22，以确保右支柱6在横梁4上的强卡接。
强卡接是因为存在呈凹进的面40以及横梁24相对的前壁26和后壁28上的凸起22。
塑料材料在外表面24上在封闭凸起22上的卡接通过避免塑料材料渗透到横梁4中并对其充填而简化了复合模制。
再参考图2，横梁4包括在其后面26(不可见)和前面28的每一面上侧向间隔开的两组凸起22，每组均可以固定支柱6。
每组包括设置在前壁26上的侧向间隔开的两个凸起22，以及设置在后壁28上的侧向间隔开的两个凸起22(图3)。
间隔开的凸起22改进了每个支柱6在横梁4上的卡接。
在一种变化形式中，横梁4由两个接合的管状金属段构成，支柱6被固定在每个段上。
参考图4-7将描述前面2的制造方法。
如图4所示，横梁4最初具有带有四个光滑壁26、28、30、32的梯形横截面。
横梁4被置于模具的两个模腔50、52之间，这两个模腔在它们之间确定了空腔54，空腔54具有与横梁4所希望的形状相对应的形状。
空腔54所具有的一般形状的截面基本上类似于横梁4的截面，但具有略大的尺寸。
空腔54具有向外部会聚的截锥形凹腔56，该凹腔位于后壁26和前壁28的凸起22的未来位置的对面。
以本身已知的方式，并且如图5所示，在液压成形的过程中，加压液体被引入到横梁4的内部。
加压液体使横梁4变形并且将其压到空腔54的内壁上，使得横梁4采用了空腔54的形状。
在空腔54所具有的截面基本类似于横梁4截面的区域中，横梁4略微变形。
在凹腔56处，横梁4的壁26、28变形的程度较大。
在液压成形步骤之后，横梁4在凹腔56处具有突起的坯部58，其从壁26和28向外突起，坯部58是向外会聚的略微截锥形。
截锥形的坯部58使得能够打开部分50、52，以使得它们能够从横梁4脱模，就如图6中所示出的。
由于它们比横梁4的其余部分经历了更大的变形，因此坯部58的壁厚小于横梁4的其余部分的壁厚。
随后，如图7所示，坯部58借助于施加到每个坯部58的自由端的冲头60进行变形，以向相应的壁26、28挤压。
具有较薄壁的坯部58优先变形并且被挤压形成扁平的头部34以及边缘38。每个凸起22的边缘38由挤压相应坯部58所产生的材料的接合褶皱构成。
优选地，横梁4的端部20保持打开，以使得能够在液压成形的过程中将流体引入到横梁4的内部，并且在液压成形之后被压平。
端部分10可以在液压成形步骤之前或之后被弯曲。
一旦凸起22成形，则将支柱6复合模制到横梁4上。
这种制造方法能够容易地获得具有封闭截面的横梁4，该横梁4具有向外突起并具有呈凹进的封闭凸起22。
在一种变化形式中，凸起22具有不同的轮廓。例如，如图8所示，横向隔开的一对凸起被单个的凸起22所替代，该单个的凸起22具有沿着横梁4的纵向伸长的形状，优选长方形或椭圆形，并且具有长方形或椭圆形的外周边缘。
本发明适用于机动车辆的前面，更一般地适用于机动车辆的其它任何结构元件。

Claims (12)

1.用于机动车辆的结构元件，该类型结构元件包括：
-至少一个具有封闭截面的中空金属体(4)，其具有外表面(24)和至少一个在该外表面(24)上形成的卡接用凸起(22)；和
-至少一个被复合模制在该金属体上的塑料材料体(6)，该塑料材料体(6)以至少部分搭接该卡接用凸起(22)的方式搭接该金属体的外表面(24)，以将该塑料材料体(6)与该金属体(4)连接；
其特征在于，该卡接用凸起(22)在该金属体(4)的外表面(24)上突起，该卡接用凸起(22)是封闭的并且来源于该金属体(4)的材料，并且具有相对于该金属体(4)的外表面(24)的呈凹进的面(40)。
2.权利要求1的结构元件，其特征在于，该卡接用凸起(22)具有与该金属体(4)连接的底部(36)，以及相对于该底部(36)突起的边缘(38)，该边缘(38)具有相对于该金属体(4)的外表面(24)呈凹进的面(40)。
3.权利要求2的结构元件，其特征在于，该边缘(38)由该卡接用凸起(22)的褶皱形成。
4.权利要求2和3之一的结构元件，其特征在于，该边缘(38)在与该金属体(4)相对的卡接用凸起(22)的自由端形成。
5.权利要求2的结构元件，其特征在于，该边缘(38)具有基本上为圆形或长方形或椭圆形的外周轮廓。
6.权利要求2的结构元件，其特征在于，呈凹进的面(40)与邻接该底部(36)的该金属体(4)的外表面(24)的区域(42)一起界定出该塑料材料体(6)在其中延伸的通道。
7.权利要求1的结构元件，其特征在于，该金属体(4)是伸长的，并且包括至少两个沿着该金属体(4)的长度方向上隔开的卡接用凸起(22)。
8.权利要求1的结构元件，其特征在于，该金属体(4)包括至少两个在该金属体(4)的相对壁(26，28)上形成的卡接用凸起(22)。
9.权利要求1的结构元件，其特征在于，该结构元件是车辆的前面的元件。
10.机动车辆，其包括上述权利要求中任一项的结构元件。
11.权利要求1至9中任一项的结构元件的制造方法，其中在金属体(4)成形阶段通过将该金属体(4)定位于模具(50，52)中并将加压流体引入到该金属体(4)的内部而形成在该金属体(4)的外表面(24)上突起的卡接用凸起(22)的坯部(58)，并且使该坯部(58)变形而获得带有凹进部的卡接用凸起(22)。
12.权利要求11的制造方法，其特征在于，通过挤压形成褶皱的方式使该坯部(58)变形，该褶皱具有相对于该金属体(4)的外表面(24)呈凹进的面(40)。
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