斜撑杆装置、其制造方法和借助斜撑杆装置加强的机动车底部 |
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| 申请号 | CN201180066087.7 | 申请日 | 2011-12-07 | 公开(公告)号 | CN103347771A | 公开(公告)日 | 2013-10-09 |
| 申请人 | 戴姆勒股份公司; | 发明人 | D·安德烈; K·艾佩尔; T·鲁德拉夫; A·萨尔基奇; M·斯雷泰诺维奇; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于加强地安设在机动车底部上的斜撑杆装置（1），其中斜撑杆装置（1）包括多个由 纤维 增强塑料 复合材料 制成的撑杆（2），该撑杆从中心接头元件（3）延伸离开。每个撑杆（2）能通过其与中心接头元件（3）相背离的端部连接在底部上。为此，在每个撑杆（2）的与中心接头元件（3）相背离的端部上都设置有连接接头元件（4），其中中心接头元件（3）和连接接头元件（4）由轻金属材料制成。在此，中心接头元件（3）和连接接头元件（4）通过至少形 锁 合的连接与撑杆（2）相连接。中心接头元件（3）和连接接头元件（4）分别由多个接合的单个元件构成。此外，本发明还公开了一种用于制造斜撑杆装置（1）的方法以及一种使用斜撑杆装置（1）用于加强的机动车底部。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于加强地安设在机动车的底部上的斜撑杆装置（1），其中所述斜撑杆装置（1）包括多个由纤维增强塑料复合材料制成的撑杆（2），所述撑杆从中心接头元件（3）延伸离开，其中每个撑杆（2）能通过其与所述中心接头元件（3）相背离的端部连接在所述底部上，其特征在于，在每个撑杆（2）的与所述中心接头元件（3）相背离的端部上都设置有连接接头元件（4），用于提供与所述底部的连接；并且所述中心接头元件（3）和所述连接接头元件（4）由轻金属材料制成；并且所述中心接头元件（3）和所述连接接头元件（4）分别由多个接合的单个元件构成并且通过至少形锁合的连接与所述撑杆（2）相连接。 |
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| 说明书全文 | 斜撑杆装置、其制造方法和借助斜撑杆装置加强的机动车底部 技术领域[0001] 本发明涉及一种用于加强地安设在机动车底部（底架）上的斜撑杆装置。此外本发明还涉及一种用于制造斜撑杆装置的方法以及一种使用了斜撑杆装置的机动车底部。 背景技术[0002] 用于安设在机动车底部上的斜撑杆已知用于提高抗扭刚度。这在带有自支撑车身的敞篷车中尤其重要，这是因为敞篷车缺少坚固的顶篷结构。通过斜撑杆将车身外缘区域的拉力和压力例如在备胎槽上方导入到位于内部更深处的、靠近竖直的车辆纵向中心平面的区域中。所述拉力和压力是由于在车辆运行中可能出现的车身的不期望的振动和扭转而产生的，由此会损害行车安全和舒适性，并增加车辆结构的负载。 [0003] 因此，DE102004018977A1描述了一种车辆，具有撑杆走向的以及与车身连接的扩展可能性。为此，车辆包括四个固定在连接梁上的加强撑杆，该连接梁在车辆竖直纵向中心平面中自由地设置在底部下方并与底部间隔开。撑杆从该连接梁处延伸离开，并且在其与连接梁相背离的端部上连接在车身的底部区域中。撑杆可以由金属或纤维增强聚合物制成。 [0004] 在寻求机动车的轻型结构的过程中越来越多地使用混合构件，其将不同的材料连接起来，例如将轻金属元件与纤维增强聚合物连接起来。DE69836259T2公开了一种轻金属/CFK构件，其中借助附着层将碳纤维塑料材料粘合到轻金属材料上，该附着层包括环氧粘接剂并且厚度设置在10至500μm之间。为避免碳纤维塑料材料和轻金属材料之间的接触13 腐蚀，附着层应具有至少为1·10 Ω·cm的体积电阻率，且附着层在室温下的粘合强度至少为15MPa。 发明内容[0005] 因此从所述现有技术出发，本发明的目的在于，提出一种提高机动车抗扭刚度的、安设在机动车底部上的斜撑杆装置，所述斜撑杆装置考虑了轻型结构并且由此将高抗拉强度和抗压强度与低重量结合起来，并且可以通过较少步骤简单地进行制造。 [0007] 以较少步骤进行的、简单且大批量的斜撑杆装置制造通过具有权利要求11所述特征的方法来实现。 [0008] 此外，通过在根据权利要求12所述特征的机动车底部上使用斜撑杆装置实现了改进的机动车底部。 [0009] 适用于加强地安设在机动车底部上的、根据本发明的斜撑杆装置的第一实施方式提出，斜撑杆装置包括多个由纤维增强塑料复合材料制成的撑杆，所述撑杆从中心接头元件延伸离开。斜撑杆装置能通过撑杆的与中心接头元件相背离的端部连接在底部上。为此，每个撑杆在其与中心接头元件相背离的端部上都具有根据本发明的连接接头元件，该连接接头元件与中心接头元件一样都是由轻金属材料制成的。中心接头元件和连接接头元件分别由多个接合在一起的单个元件构成。接头元件与撑杆至少形锁合地相连接。 [0011] 斜撑杆装置由多个撑杆构成，这些撑杆的一个端部通过接头连接而其另一端部可固定在车身上，通过斜撑杆装置的这种框架结构，在单个的纤维增强撑杆中只产生拉力和压力，这样就实现了斜撑杆装置的高抗扭刚度。通过这种方式可以将具有根据本发明的斜撑杆装置的机动车底部上的拉力和压力导入到车身中。根据本发明，中心接头元件和连接接头元件由单个元件接合而成，所述单个元件与撑杆形锁合地连接，其方法是，围绕撑杆布置单个元件并然后将它们接合在一起。 [0013] 此外，斜撑杆装置的撑杆在其端部部段上可以具有裂口和/或结构，所述裂口和/或结构被所述中心接头元件和/或连接接头元件的一个或多个单个元件的与其匹配的结构形锁合地穿过和/或围绕。 [0014] 在根据本发明的斜撑杆装置的另一个实施方式中提出，撑杆至少在其设置有形锁合连接的端部部段上具有可活化的粘合剂涂层。例如可借助红外线、紫外线或其它射线来使得粘合剂活化。除形锁合连接之外，所述粘合剂涂层还能实现在相应撑杆和相应接头元件之间的附加的材料结合连接，并由此加强斜撑杆装置。 [0015] 也可考虑的是，撑杆至少在其端部部段上具有改善附着性的涂层，所述涂层例如具有结构化表面并且由此能够形成接头元件与撑杆的相应端部部段之间的机械咬合。 [0016] 斜撑杆装置的另一个根据本发明的实施方式提出，斜撑杆装置具有接合辅助装置，借助该接合辅助装置能将斜撑杆装置更简单地接合到机动车底部上，机动车底部同样可以具有相对应的接合部。接合辅助装置设置在连接接头元件上并且在此其可以是钻孔、嵌件、螺纹、粘合面、咬合元件和/或焊接面。 [0017] 此外，撑杆与中心接头元件和连接接头元件之间的形锁合连接还可以附加地通过力锁合连接来加强，其中可以通过使用铆钉或螺钉来实现力锁合连接，其能够确保使得相应元件连接在撑杆上。 [0018] 斜撑杆装置的撑杆可以是纤维增强的拉挤型材，其特别是可以关于型材的总重量具有多达70%的纤维比例并且因此具有高抗拉强度和抗压强度。 [0019] 优选地，斜撑杆装置由多达四个撑杆构成。在一个特殊的实施方式中，斜撑杆装置由四个撑杆构成，这些撑杆呈X形地设置在中心接头元件上。在这样的斜撑杆装置中，但也在撑杆数量或撑杆布置结构方面不同设计的斜撑杆装置中，撑杆可以彼此倾斜地设置在中心接头元件上，由此中心接头元件就与位于撑杆的其它端部上的连接元件所展成的平面间隔开。这种间隔也能够实现将斜撑杆装置安装在具有复杂车身比例的底部上。 [0021] 根据本发明的斜撑杆装置的制造方法包括以下步骤： [0022] -提供多个由纤维增强塑料复合材料制成的撑杆， [0023] -提供多个能接合成中心接头元件和连接接头元件的单个元件，[0024] -这样布置撑杆，使得所述撑杆分别利用第一端部部段彼此靠近地位于用于构成中心接头元件的区域中并且利用其第二端部部段彼此隔开地分别位于用于构成连接接头元件的区域中， [0025] -围绕撑杆的端部部段分别布置多个单个元件， [0026] -这样接合所述单个元件，使得所述单个元件构成至少形锁合地与撑杆的端部部段相连接的中心接头元件和连接接头元件。 [0027] 有利的是，所述制造方法仅要求将纤维增强的撑杆插入到接头元件的单个元件中并接合所述单个元件，并且该制造方法因此可以简单且高效地实施。无需其它用于将中心接头元件和连接接头元件与撑杆相接合的步骤。 [0028] 根据本发明的斜撑杆装置适用于在机动车底部上加强地安设，其中斜撑杆装置的中心接头元件设置在机动车底部下方的竖直纵向中心平面中，并且在装配期间或车架结构中借助连接接头元件将斜撑杆装置与底部铆接、螺接、粘接、咬合连接和/或焊接在一起。附图说明 [0030] 图1示出斜撑杆装置的根据本发明的实施方式的透视俯视图， [0031] 图2示出斜撑杆装置的根据本发明的实施方式的透视仰视图。 具体实施方式[0032] 根据本发明的斜撑杆装置涉及例如在附图中示出的所谓的框架结构。 [0033] 斜撑杆装置1由四个经过拉挤的纤维增强塑料型材撑杆2构成，所述撑杆通过接合在一起的中心轻金属接头3彼此连接。当然，其它的撑杆数量也是可能的，例如六个撑杆。设计用于连接到机动车底部上的接合而成的连接接头元件4同样由轻金属材料制成。如此设计的斜撑杆装置1可在装配期间或甚至在车架结构中就已固定在底部上。这能通过可以具有与此相应的接合辅助装置的、接合的连接接头元件4来实现。 [0034] 通过使用轻金属材料形成接头3、4，可使纤维增强塑料撑杆2保持重量优势。轻金3 属材料为密度在5g/cm 以下的轻金属和合金。在技术上主要使用铝、镁、钛以及在小范围内使用铍和锂。无论是铝合金还是镁合金均可通过压铸工艺生产接近最终尺寸的部件，而无需进行昂贵的再加工。可进行切削再加工。 [0035] 图中所示的斜撑杆装置1可以安设在机动车底部上用于加强车身，其中斜撑杆装置1的中心接头元件3设置在机动车底部下方的竖直纵向中心平面中，并在装配期间或车架结构中借助连接接头元件4将斜撑杆装置1与底部铆接、螺接、粘接、咬合连接和/或焊接在一起。 [0036] 图中所示的斜撑杆装置1具有四个由纤维增强塑料复合材料制成的撑杆2，其中涉及纤维增强塑料拉挤型材2，所述纤维增强塑料拉挤型材可以具有多达70%的纤维比例，并且该型材从中心接头元件3呈X形地并倾斜地延伸离开，使得撑杆2的与中心接头元件3相背离的、设置有连接接头元件4的端部展成一个平面，所述平面与中心接头元件3间隔开。 [0037] 通过将接头元件3、4围绕撑杆2的端部部段接合在一起，提供了形锁合连接。中心接头元件3和/或连接接头元件4的接合的单个元件例如被熔焊、钎焊、粘接在一起或通过附加连接元件如螺钉、铆钉、销钉或楔子彼此连接。 [0038] 在撑杆2和接头元件3、4之间的形锁合连接可通过裂口和/或结构来加强，撑杆2可以在其端部部段上具有所述裂口和/或结构，并且所述裂口和/或结构被中心接头元件3和/或连接接头元件4的一个或多个单个元件的与其匹配的结构形锁合地穿过和/或围绕。 [0039] 此外，撑杆可以至少在其设置有形锁合连接的端部部段上具有可活化的粘合剂涂层。例如可借助红外线、紫外线或其它射线来活化粘合剂。除形锁合连接之外，所述粘合剂涂层还能实现在相应撑杆和相应接头元件之间的附加的材料结合连接，并由此加强斜撑杆装置。 [0040] 根据权利要求1至4中至少一项所述的斜撑杆装置（1），其特征在于，所述撑杆（2）至少在其设置有形锁合连接的端部部段上具有改善附着性的涂层，所述涂层尤其提供结构化表面。 [0041] 撑杆2的端部部段的涂层也可用于改善附着性，其方法是，所述涂层提供结构化表面，该结构化表面能够实现对与撑杆2形锁合地连接的接头元件的额外的机械咬合。 [0042] 连接接头元件4在需要时具有接合辅助装置，借助该接合辅助装置能将斜撑杆装置1简单地接合到底部上，该底部在此情况下应具有与连接接头元件4相符合的接合部位。可以将连接接头元件4中的带有或不带有螺纹的钻孔7或嵌件考虑作为接合辅助装置，其能实现铆接或螺钉连接。同样可以考虑的是，在连接接头元件4上提供用于进行粘接或焊接的表面。连接接头元件4的另一种接合方案在于构成咬合元件6，所述咬合元件具有与按钮类似的形状，并与相应的（底部上的）配对件形成形锁合的和力锁合的连接。 [0043] 斜撑杆装置1的各个连接接头元件4在此可具有不同的接合辅助装置。 [0044] 中心接头元件3或连接接头元件4或二者均可额外通过力锁合连接，比如通过铆钉或螺钉5与撑杆2相连接。 [0045] 为了制造斜撑杆装置1，优选地通过拉挤成型来制造所需的纤维增强塑料撑杆2。所需的、能接合成中心接头元件3和连接接头元件4的单个元件由轻金属制成，特别是浇注而成。这样布置撑杆2，使得所述撑杆分别利用第一端部部段彼此靠近地位于用于构成中心接头元件3的区域中并且利用其第二端部部段彼此隔开地分别位于用于构成连接接头元件4的区域中。然后围绕撑杆2的端部部段分别这样布置和随后接合多个单个元件，使得所述单个元件构成至少形锁合地与撑杆2的端部部段相连接的中心接头元件3和连接接头元件4。 [0046] 斜撑杆装置1特别适用于机动车底部。通过设置在机动车底部上的斜撑杆装置1来加强该底部，其中，斜撑杆装置包括多个由纤维增强塑料复合材料制成的撑杆2，所述撑杆从中心接头元件3延伸离开，其中每个撑杆2通过其与中心接头元件3相背离的端部连接在底部上，其中在每个撑杆2的与中心接头元件3相背离的端部上都设置有连接接头元件4，该连接接头元件提供与底部之间的不可松脱的连接，并且中心接头元件3和连接接头元件4由轻金属材料制成并且通过至少形锁合的连接与撑杆2相连接，其中中心接头元件3和连接接头元件4分别由多个接合的单个元件构成。 |
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