CN101092112B - 用于机动车辆的结构元件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
所述类型的结构元件(2)包括:一第一金属主体(4),其是伸长、中空的并具有封闭截面;一第二塑料材料主体(6),其是连续的,并被复合模制在所述第一金属主体(4)上,所述第二塑料材料主体(6)包括至少两个环绕所述第一金属主体(4)的套环(24),所述套环(24)纵向地隔开。根据本发明的一方面,在所述第一金属主体(4)的每个横截面内,所述第二塑料材料主体(6)完全处在所述第一金属主体(4)的轮廓外部,且每个套环(24)的轴向长度与套环(24)之间的纵向距离之比小于1。所述结构元件可应用于机动车辆的前表面。
Description
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:
-一第一金属主体,其是伸长、中空的并具有封闭的横截面;
-一第二塑料材料主体,其是连续的,并被复合模制在所述第一金属主体上,所述第二塑料材料主体包括至少两个环绕所述第一金属主体的套环,所述套环纵向地隔开。
背景技术
WO 2004/056610公开了一种用于机动车辆的结构元件,其包括一金属管和一复合模制于该管上的塑料材料主体。塑料材料主体一方面通过位于管内部且穿过管开口形成的塑料材料钮件、另一方面通过环绕管的部分,与管连接。
然而,塑料材料主体与管的连接一方面需要第一开口,以使管内部的钮件通过,且另一方面需要处于第一开口对面的第二开口,以允许模子的可动部分***到管内,以便在管内部形成钮件。
这些第一开口和第二开口减弱了结构元件在其整体上的机械强度。此外,由于模子包括可动部分,因而制造还需要一复杂的模子。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有改进强度且制造简便的结构元件。
为此,本发明提出一种前述类型的结构元件,其特征在于,在所述第一金属主体的每个横截面内,所述第二塑料材料主体完全处在所述第一金属主体的轮廓外部,且每个套环的轴向长度与套环之间的纵向距离之比小于1。
根据一些其它实施方式,结构元件包括如下特征中的一个或多个特征,所述特征可单独地或者按照任何技术上可能的方式进行组合:
-每个套环被复合模制于所述第一金属主体的一圆形横截面部分上;
-除所述第一金属主体的上面复合模制有所述套环的区段以外,所述第一金属主体还具有非圆形横截面;以及
-每个套环的轴向长度与套环之间的纵向距离之比小于0.6。
本发明也涉及包括一如上定义的结构元件的机动车辆。
本发明也涉及结构元件的制造方法,该结构元件包括:一第一金属主体,其是伸长、中空的并具有封闭的横截面;和一第二塑料材料主体,其是连续的,并被复合模制在所述第一金属主体上,在所述方法中,通过将所述第二塑料材料主体的至少两个纵向隔开的套环复合模制于所述第一金属主体上,来使所述第二塑料材料主体连接在所述第一金属主体上,每个套环环绕所述第一金属主体,其特征在于,在所述第一金属主体的每个横截面内,所述第二塑料材料主体完全处在所述第一金属主体的轮廓外部,且每个套环的轴向长度与套环之间的纵向距离之比小于1。
根据一些其他实施方式,此方法包括如下特征中的一个或多个特征,所述特征可单独地或者按照任何技术上可能的方式进行组合:
-将每个套环复合模制于所述第一金属主体的一圆形横截面部分上;
-将每个套环复合模制于距模腔边缘一纵向距离处,从而对于该边缘的一套环长度与该套环到该边缘的距离之比大于0.3;
-一套环长度与该套环和模腔的一邻近边缘之间的纵向距离之比大于0.4;以及
-每个套环的轴向长度与套环之间的纵向距离之比小于0.6。
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,附图中:
-图1和图2分别为符合本发明的一结构元件的正面图和透视图;
-图3是图1中区域III的局部放大图;以及
-图4和图5是图1中的结构元件按IV-IV和V-V的截面图。
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”、“侧”、“右”、“左”、“水平”、“垂直”、“上”和“下”,均指相对于驾驶员的位置和如图2中的箭头“S”所示的车辆前行移动方向而言的。
参照图1和图3,结构元件2具有:一金属管状的上梁杆4,该梁杆沿梁杆4的一纵向线L基本水平地伸长;和两个塑料材料的侧立柱6,它们基本垂直地延伸。
两个立柱6互相侧向地间隔开,且从梁杆4向下延伸。
一个这样的结构元件2构成机动车辆的一前表面,且被用于安装在一机动车辆的前部,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。
因此,立柱6在它们之间限定一中央空间8,该空间容纳例如一散热器、一冷凝器和一电动风扇组。
同样地,梁杆4的端部分10与立柱6的向外侧向延伸的支撑板12一起确定光学模块接纳空间14。
梁杆4包括一侧向延伸的中间部分16,端部分10相对中间部分16向后倾斜。因此,线L是弯曲的。作为变型,线L是笔直的。
每个立柱6在其上端部包括一连接部分18,其将立柱6连接至梁杆4的一对应区段20,该区段纵向地位于所述端部分10之一和中央部分16之间。区段20侧向地间隔开。
每个连接部分18包括:一组套环24,这里总计为6个,这些套环沿线L间隔开,每个套环24环绕对应区段20;以及板26,所述每个板26从一对应套环24起向下垂直延伸,以便把该套环和立柱6的其余部分连接在一起。
每个立柱6是连续的。因此,每个立柱6是一整体件,且其不同部分源于彼此的材料。尤其是,每个立柱6的套环24是源于彼此材料的。
梁杆4在横截面上具有一封闭轮廓。梁杆4因此具有很高的机械强度。
如图4和图5所示,梁杆4在每个区段20中具有一圆形横截面(图4),且除区段20以外,还具有一非圆形的横截面(图5),这里其为梯形。在端部分10中和中间部分16中,横截面为非圆形的。
每个区段20具有一恒定的横截面。作为变型,一区段20包括具有圆形横截面的复制模段,这些复制模段由不同截面、例如非圆形截面的中间段分隔开,一套环复合模制于每个复制模段上。
如图4所示,每个套环24、且更一般地每个立柱6,在对应区段20的每个横截面内,延伸在所述区段20的轮廓以外。
每个立柱6因此复合模制在对应区段20的外部上,而无需在区段20中于内部和外部之间形成开口。
梁杆4整体上没有开口,尤其是在区段20上。梁杆4需要时配设有固定孔22,所述孔将附件固定在梁杆上,但这些孔22尺寸微小,且位于区段20以外。
梁杆4由例如铝制成,在这种情况下,其厚度为2mm至4mm,梁杆或由钢制成,在这种情况下,其厚度为1mm至2.5mm。
如图3中能更好地看出的——该图示出右立柱6(在图1和图2左侧)的部分18,立柱6的套环24具有纵向长度l,这里各套环的纵向长度是相同的。
每个套环24与相邻套环或相邻多个套环24中的每一个隔开某一纵向距离e或e1。
根据元件2的一种制造方法,在第一形成梁杆4的阶段,以这样的方式利用一大致圆形截面——其与区段20的截面相同——的柱形管制成梁杆4:将所述管放置于一液压成型模(moule d′hydroformage)中;并通过在管内部施加一均匀的压力,而使该管向外径向变形,以便根据所希望的梁杆4的硬度,在除区段20外,还赋予其一不同的截面。
在第二形成立柱6的阶段,如图3所示,将梁杆4置于一模腔中,所述模腔靠近立柱6的部分18的边缘30以示意方式由点划线C表示,并将塑料材料在压力下注入模腔中,以形成整体式立柱6。
边缘30限定模腔的内部和外部之间的密闭界线。
每个部分18包括侧套环24,部分18的其他套环24位于这些侧套环之间。每个侧套环24与一最靠近边缘30纵向地隔开一纵向距离d。
可在一个包括一用于每个立柱6的腔的模子中同时形成所述立柱6,或者在两个连续的阶段过程中形成立柱6。
在复合模制立柱6时,存在这样的危险:在塑料材料于中空梁杆4的外表面上所施加的高压力作用下,梁杆4可能被压坏。
根据本发明的一方面,立柱6的每个套环24的长度l与立柱6上该套环24和相邻的一个或多个套环24中每一个之间的距离e或e1之比R小于1。在钢制梁杆的情况下,比R优选小于0.6。
根据本发明的另一方面,每个侧套环24的长度l与最靠近边缘30的纵向距离d之比F大于0.3,且优选大于0.4,特别是在钢制的情况下。
考虑比R和/或F使得压坏的风险受到限制,同时保证塑料材料充分覆盖梁杆4,以便确保每个立柱6令人满意地连接于梁杆4。
优选的是,比R大于0.2,以确保每个立柱6和梁杆4之间令人满意的连接。
所获得的塑料材料和梁杆4之间的黏结力可避免每个套环24相对相应区段20绕线L发生转动。
仅通过在外部环绕梁杆4的套环24将每个立柱6连接至梁杆4,这可避免形成开口,特别是避免在区段20中形成开口,这样可保持梁杆4的强度。复合模制套环24实现简便,无需***到梁杆4内部的模子部分。
将套环24复合模制在具有圆形截面的区段20上,这允许在复合模制过程中径向均匀分配压力作用,从而进一步降低压坏的风险,且便于制造。
在所示出的实施例中,边缘30位于区段20的纵向端部,靠近圆形截面(区段20)和非圆形截面(梯形)之间的过渡区。边缘30垂直于一圆形截面。因此,只有区段20***在模腔中,而所述区段20具有特别抗外部压力的圆形截面。
因此借助本发明,获得一种“混合式”结构元件,即该结构元件由金属和复合模制于金属上的塑料材料构成,且其能够被简便地获得,并具有令人满意的强度。
本发明适用于前表面,且更普遍地适用于机动车辆中的任何结构元件。
Claims (10)
1.用于机动车辆的结构元件,所述结构元件构成机动车辆的一前表面并包括:
-一第一金属主体(4),其是拉长、中空的并具有封闭的横截面并且是一梁杆;
-两个第二塑料材料主体(6),每个所述第二塑料材料主体是连续的,并被复合模制在所述第一金属主体(4)上,每个所述第二塑料材料主体(6)包括至少两个环绕所述第一金属主体(4)的套环(24),所述套环(24)纵向地隔开,每个所述第二塑料材料主体(6)是一立柱,
其特征在于,在所述第一金属主体(4)的每个横截面内,每个所述第二塑料材料主体(6)完全处在所述第一金属主体(4)的轮廓外部,且每个套环的轴向长度(l)与套环之间的纵向距离(e,e1)之比小于1。
2.如权利要求1所述的结构元件,其特征在于,每个套环(24)被复合模制于所述第一金属主体(4)的一圆形横截面区段(20)上。
3.如权利要求2所述的结构元件,其特征为,除所述第一金属主体的上面复合模制有所述套环(24)的所述圆形横截面区段(20)以外,所述第一金属主体(4)还具有非圆形横截面。
4.如上述权利要求中任一项所述的结构元件,其特征为,每个套环(24)的轴向长度(l)与套环(24)之间的纵向距离(e,e1)之比小于0.6。
5.机动车辆,其包括如上述权利要求中任一项所述的用于机动车辆的结构元件。
6.结构元件制造方法,该结构元件(2)构成机动车辆的一前表面并包括:一第一金属主体(4),其是伸长、中空的并具有封闭的横截面并且是一梁杆;和两个第二塑料材料主体(6),每个所述第二塑料材料主体是连续的,并被复合模制在所述第一金属主体(4)上,每个所述第二塑料材料主体(6)是一立柱,
在所述方法中,通过将每个所述第二塑料材料主体(6)的至少两个纵向隔开的套环(24)复合模制于所述第一金属主体上,来使每个所述第二塑料材料主体(6)连接在所述第一金属主体(4)上,每个套环(24)环绕所述第一金属主体(4),
其特征在于,在所述第一金属主体(4)的每个横截面内,每个所述第二塑料材料主体(6)完全处在所述第一金属主体(4)的轮廓外部,且每个套环(24)的轴向长度(l)与套环之间的纵向距离(e,e1)之比小于1。
7.如权利要求6所述的方法,其特征为,将每个套环(24)复合模制于所述第一金属主体(4)的一圆形横截面区段(20)上。
8.如权利要求7所述的方法,其特征为,将每个侧套环复合模制于距模腔边缘(30)一纵向距离(d)处,从而一侧套环的长度(l)与所述侧套环到所述模腔边缘(30)的距离之比(F)大于0.3。
9.如权利要求8所述的方法,其特征为,一侧套环的长度(l)与该侧套环和模腔的一邻近边缘(30)之间的纵向距离(d)之比(F)大于0.4。
10.如权利要求6至9中任一项所述的方法,其特征为,每个套环(24)的轴向长度(l)与套环(24)之间的纵向距离(e,e1)之比(R)小于0.6。
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