用于机动车辆的横向构件模块的制作方法

专利名称：用于机动车辆的横向构件模块的制作方法
用于才几动车辆的横向构件才莫块
本发明涉及一种横向构件模块，该模块用于接受仪表板以及用于通
过直4妄连4妄一辆4几动车的两个A立4主来加强车身，该才莫块由带有转向柱 定位件的一个4t向构件组成，其中该一黄向构件才莫块(即不^f又该4黄向构件， 而且还有转向柱定位件)使用 一种金属-塑料复合材料的设计(混合技术) 来生产。
已知的转向柱定位件(还叫做转向控制台)是由多个焊接的金属板 型材(用钢制成)或压4寿的部件(例如包4舌铝或4美)组成，/人而与4义表 板才黄向构件承重结构形成一个单一件，以给出纟黄向构件;漠块，或以焊接 的形式、或以组合型材(由铝、钢、4美、或塑4十-金属-混合i殳计组成) 的形式牢固地进行连接。
DE 10 2005 004 605 Al 4皮露了 一种用于才几动车辆的一黄向构件沖莫块， 包括一个至少部分由塑料包围的金属管，带有被才莫制以形成单一件的一 个塑料管道( 一组导体可以从该管道中通过)，该塑料管具有由塑料构成 一个才莫制的的连冲妻件用来通过螺4丁螺紋法固定到才几动车辆的前围4反上。
DE 102 40 395 Al 4皮露了一种^黄向构件，该部件旨在用于一个才几动 车辆中，并且该部件在管的弯曲部分的区域中具有一个焊接的金属转向 柱连接件,在该连接件上安装了该转向柱的螺钉固定的板。所述横向构 件的弯曲段的制造使用了 一种金属-塑料-混合设计。
DE 200 08 201 U1披露了 一种混合型构型的仪表板支架，该支架用 于安装在才/L动车辆的A柱之间并且具有一个伸长的、外壳式的主体，以 及还有由金属材料組成的多个稳定插入零件，这些插入零件通过才莫制的 内部的塑料肋进行连接以给出 一个金属/塑料复合部件，并且至少 一个空气管道至少从某种程度上从中穿过，其中，由塑料构成、并且从主体中 向外伸出的多个定位件、控制台以及连4妄点与该塑料肋同时进行才莫制以 纟合出一个单一4牛。
DE 100 64 522 Al描述了 一种用于才几动车辆的部件，特别是用于一 个机动车辆的安排在A柱间的设备的横向构件，具有一个基本上管状的 主体，在该主体中提供了至少一个管道。为了提供一个改进的轻型部件 (该部件可以更容易地制造， -使用更少的l喿作，并且因此成本更^[氐，并 且一个管道可以通过有利的方式整合在其中)，DE 100 64 522 Al提出了 该主体具有一个内部的塑津牛衬层，/人而形成由塑并十组成的管道壁。所述 部件可以用作在机动车辆中的仪表板支架。多个支持件(例如转向柱支 持件)-波附装在该主体上，并且这些支持件同样优选由金属组成。根据 DE 100 64 522Al，这些支持件可以被塑料包围，因此增加了它们的刚度， 消除了摇振，并且提供了边缘保护。
现有技术中所描述的用于连接转向柱定位件和坤黄向构件的所有解 决方案的一个共同特点是它们或是只包括由金属或塑料组成的支持件， 这些支持件不接受一个操舵台，这是直到执行一个附加的操作为止，或 是直到转向控制台的模制是与用于肋(这仅由塑料组成的)塑料的模制 同时发生的禾呈度，例》0 DE 200 08 201 U1中的例子。
这种两部分i殳计的结果是增加了才喿作成本，并且才艮据DE 200 08 201 Ul的完全由塑料组成的方案的结果是缺少稳定性。此外，先有技术所描 述的方案表现出不利的4展动行为，可感觉地延伸到远至转向盘处。虽然 DE 10 2005 004 605 Al表明所提出的横向构件模块的混合设计将低了振 动质量，但是提供了一个具有相对高的固有频率的对黄向构件，从而给出 了具有高水平振动4f适性的一个4黄向构件才莫块；已经发现在改进的车辆 构型中，这种^U又属于该对黄向才莫块的振动^亍为是不足的，并且发现护0人 的振动行为延伸到远至转向盘处。
因此，本发明的目的在于改进整个4义表板支架与转向控制台以及有 待固定在其上的转向柱(它还被称为转向柱管)一起的固有的振动行为，
5其目的是首先^吏在转向盘测得的第一级自然频率(或一阶才莫态自然频率)
是>36 Hz，并且与以上所引用的先有^支术相比，附加的结果是进一步的 减少重量，缩减成本，以及还有简4t的生产方法。
确切地J兌，困难存在于以下事实，即4争向沖主定4立件有4妄受转向柱并 且作为在隔板(承重车身的构成部分)与仪表板橫向构件之间的重要连 接元件来起作用的任务。这里的转向柱定位件必须产生一种最大刚度的
所不希望的固有振动是由例如来自发动机、动力传动系和底盘的激^励所 引起。这些振动通过车身传播到转向拉杆中并且到转向盘，并且还到达 整个仪表板中，引起转向盘的振动以及车辆内部的噪声。其结果是在舒 适度方面的不能接受的降低。
达到了该目的，并且本发明因此提供了用于接受一辆机动车辆仪表 板的一种横向构件模块，包括一个至少部分由塑料包围的金属管和一个 简单模制的金属板型材，该型材所的起作用是作为转向柱定位件并且它 被设计和放置的方式为〗吏它在具有才莫制塑料的复合材料中首先赋予转向 柱与前围板之间的一种刚性连接，并且其次通过完全由塑料组成的 一个 结构具有到该金属管上的牢固连接。
出人意料地，横向构件模块与 一个转向柱定位件间的牢固的连接 (同样4吏用复合设计制造)在安装的条件下给出了优化的固有的振动行 为，即在转向盘中一个第一级自然频率>36 Hz,并且还有在成本上的降 低以及整个车辆重量上的减少。最终，横向构件模块与转向柱定位件间 的这种组合可以在一个单一操作中以更简单的方式来生产，这是通过在 一个单一操作中在同 一模具中将两个金属部分(金属管和模制的金属板)
进行包覆才莫制和连接。
本发明还提供了 一种用于影响机动车辆的仪表板支架在已安装的 条件下的固有振动行为的方法，以给出一个〉36Hz的第一级自然频率， 其特征在于，将一个纟黄向构件一莫块附装在该4义表4反下面，该纟莫块包括一 个至少部分由塑坤牛包围的金属管和一个简单才莫制的金属才反型材，该型材所的起作用是作为转向柱定位件并且它^皮设计和》丈置的方式为4吏它在具 有模制塑料的复合材料中首先赋予转向柱与前围板之间的 一种刚性连 接，并且其次通过完全由塑料组成的一个结构具有到该金属管上的牢固 连接。
块的用途，该模块包括一个至少部分由塑料包围的金属管和一个简单模 制的金属板型材，该型材所的起作用是作为转向柱定位件并且它被设计 和放置的方式为使它在具有模制塑料的复合材料中首先赋予转向柱与前 围^反之间的 一种刚性连4妄，并且其次通过完全由塑一牛组成的 一个结构具 有到该金属管上的牢固连接，用于影响该仪表板支架在安装的条件下的
固有的振动行为，以给出〉36Hz的第一级自然频率。在一个优选的实施 方案中，该第一级自然频率是从36.1 Hz至50 Hz，特別优选/人37.1 Hz 至39 Hz。
在一个优选的实施方案中，在注塑^^莫制过程中生成的用于冲黄向构件 模块的塑料结构包括加强肋，这些加强肋不仅使与仪表板横向构件模块 间的连接增强，而且还承担了支撑和支持该包覆模制的金属板型材的作 用，并且引起了力在大的面积上向前围4反处的传递。这些加强肋进而具 有通过金属^反型材上的多个穿孔、优选在离散的连4妄点上4皮牢固地连接 到该金属4反型材上，其中该塑料通过这些穿孔延伸并延伸覆盖至这些穿 孑L的^面Ji。
在才艮据本发明的一个优选的实施方案中，该金属管和/或用于转向柱 定位件的金属板型材具有一层粘着促进剂或粘合剂的涂层。DE 10 2006 025 745 Al披露了有待根据本发明使用的粘着促进剂，并且它的涉及这 种物质的全部内容通过《1用结合在本申请中。该粘着促进剂或粘合剂优 选是一种两阶IS:粘着促进剂，该粘着促进剂优选通过热活化在两个连续 的步骤中完全交联。该粘着促进剂或粘合剂可以被使用于该金属板型材 或在沖压和/或成型前的金属材4+等。这种类型的应用优选通过"巻材涂 覆"法(在那上面的操作之前)发生在该金属板型材上。这种方法是特别 的有成本步文益的。然而，该粘着促进剂或粘合剂还可以:故应用于喷涂法、
7浸涂法、或粉料喷涂法等。在涂覆到该金属板型材和/或金属管之后，该 粘着促进剂或粘合剂在第 一步中是部分交联的，因此形成"摸起来干的" 表面，该表面具有对处理过程中的损害的足够的抵抗力。在该塑料模制 过程中或模制后，该粘着促进剂或粘合剂是完全交联的，这样它获得了 它的最终特性。为了达到粘着促进剂的第二步的交联所必需的活化能， 有利的是加热该塑^H莫具和/或加热该金属4反插入物型材或该金属管，并 且/或是保证将塑料材料注入到注塑模具时的温度是足够高的从而能引 起交联。作为一个替代方案，通过在模制法后退火有可能达到完全的交 联。
提供了塑料与金属型材和/或金属管间的粘着连接的粘着促进剂或 粘合剂优选是一种聚氨酯体系或一种环氧树脂体系，特别优选基于双酚
A和/或双酚B和/或双酚C和/或双酚F的一种环氧初t脂。
有待根据本发明优选使用的塑料材料的粘着促进剂体系或粘合剂 是基于弹性体改性的环氧粘合剂，特别是具有经由1，3-丁二烯的共聚反 应的共<介连4妾和/或具有通过添力口4象"交的物理性结合。
在一个替代的优选的实施方案中，在一个分离的方法步骤中，该金 属板型材被连接到该金属管的塑料结构上，这是仅在包覆模制(多重注 塑，overmoulding)方法以后，通过热铆4妾或其他类型的铆4妄、咬4妻、粘 合剂粘合或螺钉螺紋法。
在本发明的一个优选的实施方案中，在横向构件模块中所使用的金 属管是在两端都夹紧的一个管，其中两个夹紧端上都设置有多个孔。在 夹紧端所提供的这些孔用作车辆车身中^f黄向构件冲莫块的装配过程中A柱 的柠固接片。这种设计的优点是不需要焊接额外的斜撑架，例如在现有
#支术中在其他方面常^见的用于连4妄A柱的那些。因此可以省略额外的用 于一个A柱连接的焊接的制造步骤，并且因此还排除了在这些位点变形 的问题。此外优选该;f黄向构件才莫块除了具有转向柱定位件外在金属管的每 个夹紧端还具有一个模制的塑料凸起，并且在位于每个模制的塑料凸起 处有一个通孔。这种另外的通孔用作^"向构件模块与A柱的进一步连接， 并且特别用作排除横向构件模块围绕金属管的纵向轴的任何转动。
才艮据本发明的一个优选的实施方案，该金属管由钢组成并且优选是 无缝的。该金属管的材料一般可以考虑所需要的机械特性来进行选择。 此外，才艮据车辆的类型，相对高的重要性必须或者被分配到安装空间优 化或者重量优化上，并且这同样影响了对该金属管的 一种适合的材料的
选择。最后，因为存在该金属管与机动车辆A柱间的直接的接触，材料 的选择还要考虑到与材料的这种配对相关的腐蚀性要求。该金属管优选 是无缝的，但是也可以是带有一个纵向焊接缝的一种金属管或还有一种 挤出的金属管。该金属管的外部尺寸优选具有窄的公差，以俊 使该注塑 才莫具与该钢管形成一个严密的密封，并且在该金属管和该转向柱定位件 与塑料的部分包覆模制过程中，可以达到高的制造质量。在一个优选的 实施方案中，该金属管具有直的"i殳计，即它没有弯曲的部分，如果经由 夹紧的末端将压力引入该金属管(在一种侧面冲击的情况下)在弯曲部 分中可以发生曲率变形。
该横向构件模块优选具有用于一个乘客安全气嚢模制的接受装置 和/或用于膝部保护的冲莫制的4秦受装置和/或用于无线电单元和/或导航单 元的模制的接受装置。所提及的所有接受装置(这些装置作为替代物或 以二波此间任何希望的组合作为 一黄向构件:模块的 一个单一件可以已经祐L才莫 制)有利于不同的驾-驶室部件的组装。另一个作为^齐^U勿的或组合的才莫 制的接受装置起到连接万向节通道的作用。万向节通道连接的一个优点 是该，湊向构件才莫块在到对应的A柱的这些固定点之间具有到才几动车身上 的一个附加的固定点，因此首先增加了整个复合件的强度和刚度，并且 其次还有利地影响了该横向构件模块的振动行为。
根据本发明的一个优选的实施方案，该横向构件才莫块在金属管上还 包括没有被塑料包围的多个区域，这些区域用于连接元件的附接，通过 它们有可能固定转向柱的 一个螺4丁固定的4反。连4矣元件可以用来整合该转向柱的连4矣。优选的连4妄元件是管夹。这种方法还消除了在该转向柱 的连接件区域的任何坪接的连接与它的附带的扭曲问题。为了允许牢固 的附接，这种方法优选直接使用在金属管上，即于没有被塑料包围的位 点处。
才艮据本发明的一个优选的实施方案，该4黄向构件才莫块还包括泡沫元 件，这些泡沫元件包围了穿过塑料管的导体组，并且可以插入在金属上 管任选提供的一个塑料管道中，并且这些泡沫元件具有的尺寸使它们在 塑^"管道内弹性扩展并且变为固定在其内壁上。这些泡沫元件优选是由
PE泡沫、泡沫橡胶或类似的材料组成。PE泡沫是非常l更宜的，然而泡 沫橡胶有关弹性和摩擦系数(对于固定在塑料管道中是重要的)方面是 有利的(PE=聚乙烯)。这些泡沫元件的优点是由于该泡沫元件的弹性 可以4妄收不同厚度的导体组。具有不同厚度的导体组特别地发生在使用 用户专门的缆线分理夹时。泡沫元件的压缩性以及它们的恢复特性可以 用于将导体组固定于任选存在的塑料电缆管道内。此外，它有可能排除
用于环绕整束单独的导体而缠绕的粘性胶带的复杂的使用，因为这些泡 沫元件排除了在任选存在的塑料管道中单独的导体的摇振。
此外，在塑料管道中优选地^=莫制了多个导槽，它们-波此平行安排， 在它们的每一个之中可以插入一个泡沫元件。这种方法不<叉可以协助在 泡沫元件插入过程的精确定位，而且还能确保单独泡沫元件在塑料管道 中的4青确定4立。
根据一个优选的实施方案，穿过任选存在的塑料管道的导体组包括 基本上只通过线夹使之保持在一起的多根单独的导体。使用线夹是为了 限定分枝的导体的位置。换言之，可以排除环绕整束单独的导体的缠绕， 并且唯一剩余的要求是在存在限定的单独的导体或它们的多束的分支的 那些4立点处的线夹。
该塑料管道的尺寸优选使它能够接受用于整个车载网络的导体组。 这里的导体组还包括一个发动才几艙导体组，优选由 一个一反或一个套管包 围，它的尺寸已与车辆前围才反的一个开口的大小相匹配。因jt匕有可能通过用于该横向构件模块的装配方法在该塑料管道中装配一个导体组，到 此阶,殳该导体组包括了发动才几抢的导体组，并且该导体组通过前围^反中 一个适当的开口进入该发动机抢。为了允许前围板中适当的开口的防漏 的再闭合，为此目的在这个阶段已经提供适当的板或套管。
转向柱定位件的金属板型材所使用的材料或金属管所使用的那些 材料优选是钢、铝、铝合金、钢合金、镁、钬、或者玻璃纤维增强塑料 或碳纤维增强塑料。在本方明的一个替代实施方案中，由上述系列的不 同材料所组成的金属板型材可以相互结合。钢是特别优选使用于该金属管。
为了获得包围该管的肋结构的材料，并且为了获得横向构件模块与 转向柱定位件的连接，优选使用聚合物模制品组合物的形式的热塑性聚 合物。
为了上述的目的使用 一种塑料-金属-复合设计的聚合物模制组合物 通过用于热塑性塑料的成型工艺来进行加工，优选通过注塑模制、熔体 挤出、压缩模制、沖压或吹气模制。原则上，所要获得的有利作用对于
^f壬-f可类型的热塑性塑^牛均是明显的。将作为组分A ) 4吏用的热塑性塑料 的歹'J表可在例io Kunststoff-Taschenbuch [Plastics Handbook (塑4牛手册)] (Ed. Saechtling), 1989版中找到，它还提到了来源。用于生产这些热塑性 塑料的方法本身对本领域的普通技术人员是熟知的。将获得的作用对于 有关混合技术的以上引用的先有技术中所披露的所有变体同样是明显 的，不管该塑料部分是否完全包覆金属部件或者如在EP 1 380 493 A2中 的情况下，《义在其周围形成网4犬物，也不管该塑冲+部分随后是否通过粘 4姿而结合还是通过例如;敫光而连"l妄至该金属部分上，或者是否如在WO 2004/071741中所4皮露的，该塑料部分和金属部分在额外的4喿作中获得牢 固的互锁连4矣。
优选的用于本发明的由金属管和转向柱定位件组成(使用混合设 计)的横向构件模块的半晶质热塑聚合物(热塑性塑料)是选自下组的 那些聚合物聚酰胺类、乙烯基芳香族聚合物类、ASA聚合物类、ABS聚合物类、SAN聚合物类、POM、 PPE、聚亚芳基醚石风类、聚丙烯(PP)、 或它们的4参合物，这里给予优选的是聚酰胺、聚酯、聚丙烯和聚石友酸酯 类或包含聚酰胺、聚酯或聚碳酸酯类作为主要组分的掺合物。
特别优选的是在有待加工的模制组合物中使用的材料包括来自以 下系列的至少一种聚合物聚酯、聚石友酸酯、聚丙烯或聚酰胺或这些热 塑性塑料与上述材料的掺合物。
根据本发明特别优选^吏用的聚酰胺类是半晶质聚酰胺类(PA)，它 们可始于二胺类和二歡Si类进4亍制备和/或始于具有至少五元环的内酰 胺类或始于相应的氨基酸而制备。可以用于这一目的的起始材料是脂肪 族和/或芳香族二叛酸类，诸如己二酸、2,2，4-及2，4，4-三曱基己二酸、壬 二酸、癸二酸、间苯二曱酸、对苯二曱酸，以及脂肪族或芳香族二胺类， 例如，四亚甲基二胺、六亚曱基二胺、1，9-壬二胺、2,2,4-和2，4,4-三曱 基六亚甲基二胺、同质异构的二氨基二环己基曱烷类、二氨基二环己基 丙烷类、双氨基曱基环己烷、苯二胺类、苯二曱二胺类、氨基羧酸类， 例如氨基己酸，以及相应的内酰胺类。还包括由多种所提到的单体构成 的共聚酰胺类。
才艮据本发明优选的聚酰胺类是由己内酰胺类制备的，非常特别优选 来自e-己内酰胺，并且还有基于PA6、 PA66和其他脂族和/或芳族聚酰胺 以及共缩聚酰胺的多数的复合材料，其中在聚合物链中对于每一个聚酰 胺基团具有3至11个亚曱基。
冲艮据本发明4吏用的半晶质聚酰胺也可以用在与其他聚酰胺和/或另 外的聚合物的混合物中。
常规的添加剂，例如脱模剂、稳定剂和/或助流剂可以与聚酰胺类掺 在火容体中，或施力口至其表面上。
聚酯类对于才艮据本发明的用途同样是优选的，这些聚酯类是基于芳 香族二羧酸类以及基于脂肪族或芳香族的二羟基化合物。
12第 一组优选的聚酯是聚对苯二曱酸亚烷基酯类，特别是在醇部分中
具有2至10个-友原子的那些。
这种类型的聚对苯二曱酸亚烷基酯类是已知的并在文献中进行了 描述。它们的主链包括衍生自芳香族二羧酸的一个芳香环。在该芳香环
上还可以有取代基，例如由卣素(特别是氯或溴)取代，或由d-CV烷 基基团(特别是甲基、乙基、异或正丙基、或正、异或叔丁基的基团) 取代。
这些聚对苯二曱酸亚烷基酯可通过《吏芳香族二羧酸或它们的酯或 其他酯形成的衍生物与脂肪族二羟基化合物以已知的方式进行反应而制 备。
可提及的优选的二羧酸类为2,6-萘二羧酸、对苯二曱酸以及间苯二 甲酸，以及它们的混合物。高达30mo1。/。，优选不大于10 mol。/。的芳香 族二羧酸类可由脂肪族或脂环族二羧酸类(t者如己二酸、壬二酸、癸二 酸、十二烷二酸类和环己二曱酸类)替代。
在这些脂肪族二羟基化合物中，给予优选的是具有2至6个^友原子 的二醇类，特别是1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1，4-丁二醇、1,6-己二醇、1，4-己 二醇、1，4-环己二醇、1,4-环己烷二曱醇和新戊二醇，以及它们的混合物。
非常特别优选使用的聚酯类是从具有2至6个石友原子的烷二醇类所 衍生的聚对苯二曱酸亚烷基酯类。其中，给予特别优选的是聚对苯二甲 酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二酯和聚对苯二曱酸丁二酯(PBT), 以及它们的混合物。还给予优选的是PET和/或PBT，它们包括作为其 他的单体单元的按重量计高达1%、优选按重量计高达0.75%的1，6-己二 醇和/或2-曱基-l,5-戊二醇。
根据本发明优选使用的聚酯的粘度值的范围按照ISO 1628通常为 50至220，优选8至160 (于25。C下，在4姿重量计0.5%的强度的在重 量比为1:1的苯酚/o-二氯苯混合物的溶液中测量)。
13给予特别优选的聚酯类的羧端基基团含量是高达100 meq/kg聚酯， 优选高达50 meq/kg聚酯，特別优选高达40 meq/kg聚酯。这种类型的聚 酯类可通过例如DE-A44 01 055中的方法来制备。羧端基基团含量通常 由滴定法来确定(例々。电卩立测定法)。
如果使用聚酯混合物，这些4莫制组合物包括由聚酯类组成的一种混 合物，它额外地包括聚酯不同于PBT的聚酯类，例如聚对苯二曱酸乙二 酉旨(PET)。
如果与聚对苯二甲酸亚烷基酯(诸如PBT)进行适当的混合，使用 回收材料，诸如PA回收材料或PET回收材料(也称为PET废料)也是 有利的。
回收材4+通常为
1) 作为工业后回收材4+所知的那些这些是在缩聚过程中或加工 过程中的生产废料，例如来自注塑模制中的注口料、来自注塑模制或挤 出成型中的起始材料或挤出薄板或箔材的边料。
2) 消费后的回收材冲牛这些是在终端消费者^吏用之后^皮收集和处 理的塑料物品。用于矿泉水、软饮料和果汁的吹气模制PET瓶是在数量 上轻易地占主导的物品。
两种类型的回收材津牛均能够以4分碎物冲牛或者以小粒形式^吏用。在后 者的情况下，粗回收材料被分离并纯化，然后熔化并使用挤出机进行造 粒。这通常有助于才喿作和自由流动，以及用于处理中的进一步的步骤的计量。
所使用的回收材料可以是粒状的也可以再研磨的形式。边缘长度应 该不大于10mm，优选小于8mm。由于聚酯类在处理过程中经历水解分裂(由于痕量水分)，可取的
是将回收材料预干燥。干燥之后的剩余水分含量优选<0.2%,特别是 <0.05%。
另 一组可提及的优选使用的聚酯类是从芳香族二羧酸类和芳香族 二羟基化合物书f生出的全芳族聚酯类。
合适的芳香族二羧酸是前面提及的聚对苯二曱酸亚烷基酯类化合 物。优选^f吏用的混合物的组成为/人5 mol。/。至100 moiy。的间苯二曱酸和 从0至95%的对苯二曱酸，特别是乂人约50%至约80%对苯二曱酸以及从 20%至约50%的间苯二甲酸。
芳香族二羟基化合物优选具有以下通式(I)
Z是一个具有高达8个碳原子的亚烷基或环亚烷基的基团，具有高 达12个碳原子的亚芳基基团，羰基基团，石黄酰基基团，氧或錄u原子，或 化学键，并且其中
m是从0到2。
这些化合物的亚苯基基团还可以被c广cv烷基或-烷氧基基团和氟、
氯或溴耳JM气。
用于这些化合物的母体化合物的实例为二羟基联苯、二(羟苯基)烷 烃、二(羟苯基)环烷烃、二(羟苯基)硫醚、二(羟苯基)醚、二(羟苯基)酮、 二(羟苯基)亚砜、a,a，-二(羟苯基)二烷基苯、二(羟苯基)砜、二(羟基苯曱
其中酰基)苯、间苯二酚、以及对苯二酚，并且还有它们的环烷基化和环卣化 的书f"生4勿。
其中，优选4,4-二羟基联苯、2,4-二(4，-羟苯基)-2-曱基丁烷、a，a，-二(4-羟苯基)-对-二异丙苯、2，2-二(3，-甲基-4，-羟苯基)丙烷、以及2,2-二 (3，-氯-4，-羟苯基)丙烷，并且特别是2，2-二(4，-羟苯基)丙烷、2，2-二(3，，5-二氯二羟基苯基)丙烷、1,1-二(4，-羟苯基)环己烷、3，4，-二羟基二苯曱酮、 4,4，-二羟基二苯砜、以及2,2-二(3，,5，-二曱基-4，-羟苯基)丙烷，以及它们 的混合物。
当然，还有可能使用聚对苯二甲酸亚烷基酯类以及全芳族聚酯类的 混合物。这些总体上包括按重量计从20%至98%的聚对苯二曱酸亚烷基 酯和4姿重量i十,人2%至80%的全芳力矣聚酯类。
当然，还有可能使用聚酯嵌4殳共聚物，诸如共聚醚酯类。这种类型 的产品是已知的并且在已文献中描述，例-如在US-A3 651 014中描述。 才目应的产品也可商购，例如Hytre1⑧(DuPont )。
根据本发明，优选用作聚酯类的材料还包括无卣素聚碳酸酯类。合 适的无卣素聚碳酸酯类的实例是基于具有以下通式(II)的联苯酚的那些
其中
0是一个单4建、 一个C-C8-^f;JS、 C2-C3-亚火克基、C3画C6-Sf亚》克基、 C6-C『亚芳基的基团，或-O-、 -8-或-802-,且m是从0至2的一个整数。
这些联苯酚的亚苯基基团还可以具有取代基，诸如Q-CV烷基或 d-CV烷氧基。优选具有该式的联苯酚的实例是对苯二朌、间苯二酚、4,4'二羟基 联苯、2，2-双(4-羟苯基)丙烷、2,4-双(4-羟苯基)-2-甲基丁烷以及1,1-双(4-羟苯基)环己烷。给予特别优选的是2,2-双(4-羟苯基)丙烷和1，1-双(4-羟 苯基)环己烷，并且还有1,1-双(4-羟苯基)-3，3,5-三曱基环己烷。
或者均聚》灰酸酯类或者共聚碳酸酯类适合用作组分A，给予优选6勺 是双酚A的共聚碳酸酯类，以及双酚A均聚物。
合适的聚碳酸酯类可以是按已知的方式支化，具体地并且优选地亏1 入基于所用联苯酚总量的从0.05mol。/。至2.0 mol。/o的至少三官能化合物， 尤其是具有三个或多个酚的OH基团的那些。
已被证明特别适合的聚碳酸酯类具有从1.10至1.50,特别地从 1.25至1.40的相对粘度rird。这对应于从10 000至200 000 g/mo1， 优选从20 000至80 000 g/mo1的平均摩尔质量Mw (重均)。
具有该通式的4关苯酚是已知的，或可以由已知的方法进行制备。
该聚石友酸酯类例如可以通过是4关苯酚类与石友酰氯在界面方法中进 行反应，或与碳酰氯在均相方法(已知为他。定法)中进4亍反应来制备， 在每一种情况下，能够以已知的方式通过〗吏用合适量的已知链终止剂来 获得所希望的分子量。(关于含有聚二有机硅氧烷的聚碳酸酯类，例如， 见DE隱A33 34782。)
合适的链终止剂的实例是苯酚、对叔丁基苯酚或另外是长链烷基 酚，诸如在DE-A28 42 005中的4-(l，3-四曱基丁基)苯酚，或者单烷基苯 酚类，或如在DE-A-35 06 472中的在烷基取代基中具有总数8至20个 石友原子的二烷基苯酚类，诸如对壬基苯酚、3，5-二#又丁基苯酚、对^又辛基 苯酚、对十二烷基苯酚、2-(3，5-二曱基庚基)苯酚以及4-(3，5-二甲基庚基) 苯酚。为了本发明的目的，无卣素聚碳酸酯类是由无卣素联苯酚类、 无卣素链终止剂类以及无囟素支化剂(如果<吏用的话)构成的聚石灰
酸酯类，其中，附属量的ppm级的可水解氯的含量(例如，从在界 面方法中用碳酰氯制备聚碳酸酯类的过程中所产生的)不被认为是 为了本发明目的符合术语含卣素的含义。含有ppm级可水解氯含量 的这种聚碳酸酯类为了本发明目的是无囟素的聚碳酸酯类。
可提及的其他合适的热塑性聚合物是无定型聚酯碳酸酯类、其中在 制备过程中，碳已经由芳香族二羧酸单元(诸如间苯二曱酸和/或对苯二 曱酸单元)替代。在这一点上，进一步的详情可参见EP-AO 711 810。
EP-A365 916描述了其他合适的共聚-友酸酯类，它们具有环烷基的 基团作为单体单元。
还有可能用双酚TMC替代双酚A。这种类型的聚石友酸酯类可从 Bayer AG以商标APEC HT 而购得。
在根据本发明的另 一个优选的实施方案中，该聚合物才莫制品组合物 包括从0.001至75重量份，优选从10至70重量份，特別优选从20至 65重量份，特别优选从30至65重量份的一种填充剂或增强材料。
所用的填充剂或增强材#牛还可包括由两种或多种不同填充剂和/或 增强材料构成的混合物，例如，基于滑石、或云母、硅酸盐、石英、二 氧化钛、硅灰石、高岭土、无定形硅石、碳酸镁、白垩、长石、硫酸钡、 玻璃珠和/或纤维填充剂，和/或基于碳纤维和/或玻璃纤维的增强材料。 优选使用基于滑石、云母、硅酸盐、石英、二氧化钛、硅灰石、高岭土、 无定形石圭石、石友酸4美、白垩、长石、錄L酸钡和/或iE皮璃纤维的矿物颗^:Jt真 充剂。特别优选^f吏用基于滑石、石圭灰石、高岭土和/或玻璃纤维的矿物颗 粒填充剂，非常特别优选玻璃纤维。
此外，还给予特别优选的是使用针状矿物填充剂。才艮据本发明，术 语针状矿物填充剂是指具有突出的针状特征的矿物填充剂。可提及的实
18例为针状硅灰石。该矿物的长度直径之比优选为从2:1至35:1,特别 优选从3:1至19:1，而又特别优选从4:1至12:1。本发明的针状矿物的平 均粒度优选小于20^m，特別优选小于15ym,而又特別优选小于10 jum, 这是4吏用CILAS粒度计测定的。
如果合适的话，可将填充剂和/或增强材冲牛进行表面改性，例如4吏 用例如基于硅烷的偶联剂或偶联剂体系。然而，这一预处理并非必不可 少的。然而，特別是当使用玻璃纤维时，除硅烷外，还有可能使用聚合 物分散剂、成膜剂、支化剂和/或JE皮璃-纤维-处理助剂。
根据本发明特别优选使用的这些玻璃纤维是以连续细丝纤维的形 式或以剁石争的或研磨的玻璃纤维的形式被加入，其纤维直径总体上是从 7至18 |im,优选从9至15 (im。该纤维已经以合适的尺寸体系来才是供， 并且配备了例如基于石圭烷的一种偶if关剂或偶Jf关剂体系。
基于,圭烷并且通常用于预处理的偶耳关剂是石圭:院化合物，优选具有通 式(III)的硅烷化合物
(X-(CH2)q)k-Si-(0-CrH2r+1)4-k (III) 其中<formula>formula see original document page 19</formula>
X为NH2-、 HO画、或3 H ,
q为/人2至10的整凄丈，优选/人3至4，
r为/人1至5的整数，优选/人1至2,以及
k为/人1至3的整凄t，优选1。
给予进一步优选的偶联剂是选自下组的硅烷化合物氨基丙基三曱 氧基硅烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁基三乙氧基硅烷、以及还有相应的硅烷，它们具有缩水甘油基作为取代基 X。
用于填充剂改性的表面涂覆的石圭烷化合物一^:所用的量基于矿物 填充剂按重量计是从0.05%至2°/。，优选按重量计0.25%至1.5%，特别优 选3要重量计0.5%至1%。
作为给出模制组合物或模制品的工艺的结果，在模制组合物或模制 品中的颗粒填充剂的d97值或d50值可以小于在原来所用的填充剂中的 值。作为给出模制组合物或模制品的工艺的结果，模制组合物或模制品 中的玻璃纤维的长度分布可更短。
为了清晰起见，应注意到本发明的范围包4舌以上所列的所有定义和 参凄t在一^:意义上的或在优选的范围内的任何希望的组合。
实例
附图简要说明
以下纯粹通过举例利用附图对本发明进行说明


图1示出了根据本发明的一个横向构件模块的一段，该段部分地用 塑料进行包覆模制，在一个具肋的设计中该塑料延伸遍及完全由塑料组 成的结构3而远至金属板型材2，该金属板型材同样由塑冲+部分地包围。 用塑料包覆模制的金属板型材2的结构具有用于转向柱的多个固定点4 和用于才几动车身前围4反的多个固定点5。
图2示出了本发明的横向构件才莫块的另一个视图，由转向柱定位件 和金属管所组成。
图3展示了没有塑料结构的转向柱定位件的金属板型材。在金属板型材中的这些穿孔没有示出(图3)，并且也没有示出在这 些穿孔之上并穿过其中模制的、以及在边缘上模制的塑料的区域(图1
和图2)。
用于实现本发明的方法
在横向构件模块中总体上由参考号l表示的金属管在图1中仅部分 地示出，并且没有该金属管的或〗壬何单独的连4妄件元件的^f壬〗可具体的形 状。然而，应当明了该具体的几何形状仅仅是旨在作为一个实例(就其 从以下解释中不够清楚的程度而言)。
所示出的本发明的横向构件模块的片段(由转向柱定位件和金属管 组成)用于4妄受车辆的4义表板，并且在组装过程中被连4妾到一辆才几动车
的A柱(未示出)上。该横向构件模块包括一个金属管，该金属管是无 缝的或是具有一个纵向焊缝，优选是一个钢管，其外部尺寸具有窄的公 差。该金属管优选已在它的两端一皮夹住。有多个孔位于这些夹住的末端 处并且起到用于A柱的螺钉固定接片的作用。这些孔的位置因此是在该 金属管上的被横向构件用来形成A柱间的一个刚性连接的区域中。特别 是还为了允许吸收在一个侧面冲击的情况下产生的大的力，该金属管的 设计此外还优选是直的，即该金属管没有弯曲的部分，在该弯曲部分中 当压力通过夹住的末端被引入时可以发生弯曲变形。
在生产横向构件的过程中，该金属管在一个注塑模制设备中用塑料 进行包覆模制。这里优选使用纤维增强塑料，例如玻璃纤维填充塑料。 材料PA GF30 (含有按重量计30°/。的玻璃纤维成分的聚酰胺)已证明在 这里是特别合适的。该包覆模制的塑料可以覆盖整个金属管，或者另外 可存在没有包覆模制塑料的区域。如果该金属管不被完全包覆模制，对 于在注塑模制设备中的模具的、以及还有金属管的尺寸精确性提出了特 别的要求，并且该金属管因此应该对于外部尺寸而言具有窄的公差。
使用塑料来包覆模制金属管的优点是要求高的强度和刚度的位置 可以通过该金属管来实现，而仅仅用来连4妻以下更加详细i兌明的这些部件的位置可以用塑冲十来冲莫制。以同样的方式，它还有可能在所-使用的塑 4牛中实现进一步的区分。作为举例，它将有可能只在那些位点(其中进 而对该塑料提出增加的机械要求)使用一种纤维增强的并且特别是玻璃 纤维填充的塑料，而无纤维增强的普通塑料可以用在其他的区域中。在 图1中所示的横向构件模块部分的例子中，所显示的仅有的部分是牢固 地连"l妄到转向柱定位件上的部分。这里所有的塑冲牛部分可以在一个单一 的制造步骤中被模制。
DE 10 2005 004 605 Al 4皮露了用于—黄向构件的金属管的多个替代的 实施方案、并且还有另外的元件、并且还有多种生产方法。
与完全由塑冲十组成的解决方案相比，在本发明中说明的用于金属管 和转向柱定位件形式的横向构件模块的塑料-金属-复合件的解决方案在
已安装的条件下允许实现第一级自然频率>36 Hz，否则的i舌这些只能通
过使用由金属组成的设计来实现并且因此是显著地更沉重的。
金属管和转向柱定位件(两者都使用复合技术，优选用塑料肋)构 成的横向构件模块的结构被设计为以便还保证 一 种简单、牢靠的生产过程。
权利要求
1.用于接收机动车辆仪表板的横向构件模块，包括一个至少部分地由塑料包围的金属管以及一个简单模制的金属板型材，该型材所起的作用是作为转向柱定位件并且它被设计和放置的方式为使它在具有模制塑料的复合材料中首先赋予转向柱与前壁之间的一种刚性连接，并且其次通过完全由塑料组成的一个结构具有到该金属管上的牢固连接。
2. 根据权利要求1所述的横向构件模块，其特征在于该塑料结构 具有多个加强肋。
3. 根据权利要求2所述的横向构件模块，其特征在于这些加强肋 在位于该金属板型材中的它们的多个穿孔的离散连接点处已 被牢固地连接至该金属板型材上，其中该塑4牛通过这些穿孔并 且延伸覆盖这些穿孔的表面。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的橫向构件模块，其特征在 于将热塑性聚合物用作塑料。
5. 根据权利要求4所述的横向构件模块，其特征在于使用了来自 以下组的热塑性聚合物聚酰胺类、乙烯基芳香族聚合物类、 聚酯类、ASA聚合物类、ABS聚合物类、SAN聚合物类、POM、 PPE、聚亚芳基醚砜类、聚丙烯或它们的掺和物。
6. 根据权利要求4或5所述的横向构件模块，其特征在于这些热 塑性聚合物包括0.001到75重量4分的填充剂或增强材料。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的横向构件模块，其特征在 于该金属板型材和/或该金属管涂覆有粘着促进剂或粘合剂。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的横向构件模块，其特征在 于，在一个分离的处理步骤中，仅在包覆模制过程之后，该金 属板型材通过热铆接或其他类型的铆接、咬接、粘合剂粘接、 或螺4丁螺紋法与该塑冲+结构连4妻。
9. 用于影响仪表板支架在已安装的条件下的固有振动行为、以给 出〉36Hz的第一级自然频率的方法，其特征在于，在才几动车辆 中， 一个横向构件模块被附着在该仪表板之下，该模块包括一 个至少部分地由塑料包围的金属管以及一个简单模制的金属 板型材，该型材所起的作用是作为转向柱定位件并且它被设计 和放置的方式为使它在具有模制塑料的复合材料中首先赋予 转向柱与前围才反之间的一种刚性连^妻，并且其次通过完全由塑料组成的一个结构具有到该金属管上的牢固连接。
10. 用于接收机动车辆仪表板的一种横向构件模块的用途，该模块 包括一个至少部分地由塑料包围的金属管和一个简单^^莫制的设计和放置的方式为使它在具有模制塑料的复合材料中首先 贝武予转向柱与前围 一反之间的 一种刚性连^妻，并且其次通过完全 由塑料组成的一个结构具有到该金属管上的牢固连接，用于影 响该仪表板支架在已安装的条件下的固有振动行为，以给出 >36 Hz的第一级自然频率。
全文摘要
本发明涉及一种横向构件模块，该模块用于接受仪表板以及用于通过直接连接一辆机动车辆的两个A立柱来加强车身，该模块由带有转向柱定位件的一个横向构件组成，其中该横向构件模块(即不仅该横向构件，而且还有转向柱定位件)是使用一种金属-塑料复合材料的设计(混合技术)来生产的。
文档编号B62D25/14GK101659281SQ20091016756
公开日2010年3月3日 申请日期2009年8月25日 优先权日2008年8月26日
发明者乌尔里希·达耶克, 弗朗克·卢特尔, 托马斯·马利克, 鲍里斯·科赫 申请人:朗盛德国有限责任公司