覆盖件与车身金属构件的连接方法及所采用的连接装置的制造方法

文档序号:10481323
覆盖件与车身金属构件的连接方法及所采用的连接装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种覆盖件与车身金属构件的连接方法,通过采用使应力能够得以释放的连接装置连接所述覆盖件与所述车身金属构件,连接装置至少设置一个,覆盖件为采用碳纤维复合材料制成。本发明覆盖件与车身金属构件的连接方法,通过设置连接装置连接碳纤维复合材料的覆盖件与车身金属构件,连接装置可以起到缓冲和释放装配件在使用过程中因冷热交替和热膨胀系数不同而导致在连接部位产生应力,避免连接部位处出现应力集中的问题,确保结构的稳定性。本发明还提供了一种用于连接覆盖件与车身金属构件的连接装置。
【专利说明】
覆盖件与车身金属构件的连接方法及所采用的连接装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及复合材料和汽车零部件领域,具体地说,本发明涉及一种碳纤维复合材料覆盖件与车身金属构件的连接方法及所采用的连接装置。
【背景技术】
[0002]近年来,面对日益恶化的环境和石油资源对外依存度高的现实,汽车轻量化成为国家节能减排战略的迫切需要,更成为车企提高核心能力的现实需求。而碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、耐疲劳性优良、性能可设计和易于整体成型等许多优异特性,已广泛用于航空航天等工业领域。
[0003]在汽车工业方面,采用碳纤维增强树脂基复合材料取代传统的钢铁材料可以实现减重30%?50%,具有巨大的应用潜力。碳纤维复合材料件在汽车上的应用大部分采用胶接连接,而对于有拆卸维修需求的件需要使用螺栓进行紧固连接,但是由于碳纤维增强树脂基复合材料与车身金属构件存在热膨胀系数差异大的问题,且由于车身覆盖件面积大,变形量相对较大,在使用过程中易因冷热变化而导致在连接部位产生应力集中,对结构稳定性带来潜在的不利影响。

【发明内容】

[0004]本发明提供一种碳纤维复合材料覆盖件与车身金属构件的连接方法及所采用的连接装置,目的是避免使用过程中在连接部位出现应力集中的问题。
[0005]为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:覆盖件与车身金属构件的连接方法,通过采用使应力能够得以释放的连接装置连接所述覆盖件与所述车身金属构件,连接装置至少设置一个,覆盖件为采用碳纤维复合材料制成。
[0006]覆盖件为采用碳纤维增强树脂基复合材料制成。
[0007]所述车身金属构件为采用铝合金或碳钢材质制成。
[0008]所述连接装置包括卡箍和螺钉,装配时,将卡箍套在所述覆盖件上,然后使用螺钉连接卡箍、覆盖件和所述车身金属构件。
[0009]所述卡箍具有相连接的第一连接部件和第二连接部件,第二连接部件夹紧在所述覆盖件与所述车身金属构件之间,用于释放装配件在使用过程中因冷热因素和热膨胀系数不同而产生的热应力。
[0010]所述覆盖件具有让所述螺钉穿过的安装孔,该安装孔为腰形孔,装配时可根据实际情况调整覆盖件与汽车车身上其它部件之间的配合度。
[0011]本发明还提供了一种用于连接覆盖件与车身金属构件的连接装置,包括相连接且用于夹紧所述覆盖件的第一连接部件和第二连接部件,使应力能够得以释放的第二连接部件用于夹在所述覆盖件与所述车身金属构件之间。
[0012]所述第一连接部件包括与所述第二连接部件相配合夹紧所述覆盖件的第一夹板,第一夹板具有让螺钉穿过的通孔。
[0013]所述第二连接部件包括与所述第一夹板为相对设置的第二夹板以及设置于第二夹板上且用于与所述车身金属构件接触的两个凸台,两个凸台均具有让螺钉穿过的螺孔。
[0014]所述第一连接部件和所述第二连接部件为一体成型,且为采用铝合金材质或者镀锌碳钢材质制成。
[0015]本发明覆盖件与车身金属构件的连接方法,通过设置连接装置连接碳纤维复合材料的覆盖件与车身金属构件,连接装置可以起到缓冲和释放装配件在使用过程中因冷热交替和热膨胀系数不同而导致在连接部位产生应力,避免连接部位处出现应力集中的问题,确保结构的稳定性。
【附图说明】
[0016]图1为覆盖件与车身金属构件装配后的结构示意图;
[0017]图2为连接装置的结构示意图;
[0018]图3为连接装置与覆盖件和车身金属构件的分解示意图;
[0019]上述图中的标记均为:1、螺钉;2、垫片;3、覆盖件;31、安装孔;4、车身金属构件;41、螺孔;5、卡箍;51、通孔;52、螺孔;53、第一夹板;54、第二夹板;55、连接杆;56、第一耳部;57、第一凸块;58、第二耳部;59、第二凸块。
【具体实施方式】
[0020]下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明,目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解,并有助于其实施。
[0021]如图1至图3所示,本发明提供了一种覆盖件与车身金属构件的连接方法,通过采用使应力能够得以释放的连接装置连接覆盖件与车身金属构件,连接装置至少设置一个,覆盖件为采用碳纤维复合材料制成。由于覆盖件与车身金属构件是采用两种不同材质制成的,考虑到不同材质的热膨胀系数不同,通过设置连接装置连接碳纤维复合材料的覆盖件与车身金属构件,连接装置可以起到缓冲和释放装配件在使用过程中因冷热交替和热膨胀系数不同而导致在连接部位产生应力,避免连接部位处出现应力集中的问题,确保结构的稳定性。
[0022]作为优选的,覆盖件为采用碳纤维增强树脂基复合材料制成。碳纤维为大于12K的碳纤维织物;树脂基体为热固性树脂,如基准环氧树脂、韧性环氧树脂、双马来酰亚胺树脂等。车身金属构件为采用铝合金或碳钢材质制成。
[0023]如图1至图3所示,本发明还提供了一种用于连接覆盖件与车身金属构件的连接装置,包括卡箍5和螺钉I。装配时,将卡箍5套在覆盖件上,然后使用螺钉I连接卡箍5、覆盖件和车身金属构件。
[0024]具体地说,如图1至图3所示,卡箍5包括相连接且用于夹紧覆盖件的第一连接部件和第二连接部件,使应力能够得以释放的第二连接部件用于夹在覆盖件与车身金属构件之间。覆盖件与车身金属构件装配完成后,第二连接部件夹紧在覆盖件与车身金属构件之间,用于释放装配件在使用过程中因冷热因素和热膨胀系数不同而产生的热应力。
[0025]作为优选的,如图3所示,覆盖件具有让螺钉I穿过的安装孔31,该安装孔31为沿覆盖件厚度方向贯穿设置的通孔,且该安装孔31为腰形孔,安装孔31的长度大于螺钉I的直径,安装孔31的长度方向并与覆盖件的长度方向相垂直。由于碳纤维复合材料的覆盖件在存放过程中有可能会发生轻微变形的情况,通过在覆盖件上设置腰形孔,装配时可根据实际情况调整覆盖件与车身金属构件和汽车车身上其它部件之间的配合度,以便于两者装配时配合度的调整。
[0026]如图1至图3所示,作为优选的,第一连接部件包括与第二连接部件相配合夹紧覆盖件的第一夹板53,第一夹板53具有让螺钉I穿过的通孔51,该通孔51为沿第一夹板53厚度方向贯穿设置的圆孔。在装配时,将第一夹板53上的通孔51与覆盖件上的安装孔31对齐,使通孔51和安装孔31处于同一中心线上。第一夹板53用于与覆盖件的外表面接触,螺钉I依次穿过通孔51和安装孔31后,插入第二连接部件和车身金属构件上所设的孔中,相应在车身金属构件上也设有让螺钉I拧入的螺孔41。
[0027]如图1至图3所示,作为优选的,第二连接部件包括与第一夹板53为相对设置的第二夹板54以及设置于第二夹板54上且用于与车身金属构件接触的两个凸台,两个凸台均具有让螺钉I穿过的螺孔52。第一夹板53和第二夹板54大致处于相平行的状态,第一夹板53和第二夹板54之间形成容纳覆盖件的卡槽。第一连接部件还包括用于连接第一夹板53和第二夹板54的连接杆55,连接杆55的一端与第一夹板53固定连接,另一端与第二夹板54固定连接。第一夹板53的尺寸大于第二夹板54的尺寸,连接杆55优选为L形结构,连接杆55的一端与第一夹板53为垂直连接,连接杆55的另一端与第二夹板54固定连接,形成卡箍5的U型主体结构。
[0028]作为优选的,连接杆55可以设置相平行的多个,相邻连接杆55之间间隔一定的距离,提高卡箍5的整体强度。在本实施例中,如图2所述,第一夹板53和第二夹板54为矩形平板,连接杆55共设置两个,两个连接杆55的两端分别与第一夹板53和第二夹板54的端部固定连接,且两个连接杆55的外侧面分别与第一夹板53和第二夹板54的端部一侧侧面对齐,即两个连接杆55分别在第一夹板53和第二夹板54的端部两侧边缘处与第一夹板53和第二夹板54连接。
[0029]如图1至图3所示,作为优选的,设置于第二夹板54上的两个凸台分别为相对设置的第一凸台和第二凸台,第一凸台和第二凸台的形状类似,且均大致呈L形结构。第二凸台处于两个连接杆55之间,第二凸台和连接杆55与第二夹板54的同一端部固定连接,第一凸台和第二夹板54上的与该端部相对的另一端部固定连接。第一凸台具有与第二夹板54固定连接的第一耳部56和与第一耳部56固定连接的第一凸块57,第一凸块57用于与车身金属构件接触且与第二夹板54相平行,第一凸块57上并设置一个螺孔52。第二凸台具有与第二夹板54固定连接的第二耳部58和与第二耳部58固定连接的第二凸块59,第二凸块59用于与车身金属构件接触且与第二夹板54相平行,第二凸块59上也设置一个螺孔52。第一凸块57和第二凸块59处于第一耳部56和第二耳部58之间,第一凸块57的端面与第二凸块59的端面之间具有缝隙。第一凸块57上的螺孔52和第二凸块59上的螺孔52为同轴设置且分别沿第一凸块57和第二凸块59厚度方向贯穿设置的圆孔,第一凸块57上的螺孔52和第二凸块59上的螺孔52且为非整圆孔,第一凸块57上的螺孔52和第二凸块59上的螺孔52的弧度大小相同且略小于180度。
[0030]如图1至图3所示,第二夹板54处于两个凸台和第一夹板53之间,两个凸台的第一耳部56和第二耳部58与第一夹板53为圆弧过渡连接,第一凸块57和第二凸块59处于与第二夹板54相平行的同一平面内,第一凸块57和第二凸块59并与第二夹板54之间间隔一定的距离。第一凸块57和第二凸块59上的螺孔52与第一夹板53上的通孔51为同轴设置,相应在第二夹板54上也设置有让螺钉I穿过且与螺孔52和通孔51为同轴设置的一个通孔(图中未示出)。装配时,将覆盖件插入第一夹板53和第二夹板54之间的卡槽中,并在第一夹板53的外表面上对应通孔51的位置处加上垫片2,然后将螺钉I依次穿过垫片2、第一夹板53上的通孔51、覆盖件上的安装孔31、第二夹板54上的通孔和凸台上的螺孔52后,最终拧入车身金属构件上螺孔41中,实现卡箍5与覆盖件和车身金属构件的紧固连接。由于连接装置与覆盖件和车身金属构件为采用螺接的方式,便于后期拆卸维护。
[0031]作为优选的,第一夹板53和第二夹板54之间形成让覆盖件插入的卡槽,该卡槽的槽口宽度尺寸,也即第一夹板53和第二夹板54之间的距离要小于覆盖件的厚度,以确保卡箍5能够牢固地卡在覆盖件上。覆盖件的厚度与卡槽的槽口宽度尺寸之间的差值大小优选处于0.1mm至0.6mm范围内,如设置为0.2mm、0.4mm或0.6mm。
[0032]作为优选的,第一连接部件和第二连接部件为一体成型,形成一体结构的卡箍5,且卡箍5为采用铝合金材质或者镀锌碳钢材质制成。用于制作螺钉I的材质可以是钛合金材质、不锈钢材质、铝合金材质,也可以为普通镀锌碳钢材质,优选钛合金材质和不锈钢材质。
[0033]上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.覆盖件与车身金属构件的连接方法,其特征在于,通过采用使应力能够得以释放的连接装置连接所述覆盖件与所述车身金属构件,连接装置至少设置一个,覆盖件为采用碳纤维复合材料制成。2.根据权利要求1所述的覆盖件与车身金属构件的连接方法,其特征在于,覆盖件为采用碳纤维增强树脂基复合材料制成。3.根据权利要求1所述的覆盖件与车身金属构件的连接方法,其特征在于,所述车身金属构件为采用铝合金或碳钢材质制成。4.根据权利要求1至3所述的覆盖件与车身金属构件的连接方法,其特征在于,所述连接装置包括卡箍和螺钉,装配时,将卡箍套在所述覆盖件上,然后使用螺钉连接卡箍、覆盖件和所述车身金属构件。5.根据权利要求4所述的覆盖件与车身金属构件的连接方法,其特征在于,所述卡箍具有相连接的第一连接部件和第二连接部件,第二连接部件夹紧在所述覆盖件与所述车身金属构件之间,用于释放装配件在使用过程中因冷热因素和热膨胀系数不同而产生的热应力。6.根据权利要求4或5所述的覆盖件与车身金属构件的连接方法,其特征在于,所述覆盖件具有让所述螺钉穿过的安装孔,该安装孔为腰形孔,装配时可根据实际情况调整覆盖件与汽车车身上其它部件之间的配合度。7.用于连接覆盖件与车身金属构件的连接装置,其特征在于,包括相连接且用于夹紧所述覆盖件的第一连接部件和第二连接部件,使应力能够得以释放的第二连接部件用于夹在所述覆盖件与所述车身金属构件之间。8.根据权利要求7所述的用于连接覆盖件与车身金属构件的连接装置,其特征在于,所述第一连接部件包括与所述第二连接部件相配合夹紧所述覆盖件的第一夹板,第一夹板具有让螺钉穿过的通孔。9.根据权利要求8所述的用于连接覆盖件与车身金属构件的连接装置,其特征在于,所述第二连接部件包括与所述第一夹板为相对设置的第二夹板以及设置于第二夹板上且用于与所述车身金属构件接触的两个凸台,两个凸台均具有让螺钉穿过的螺孔。10.根据权利要求7至9所述的用于连接覆盖件与车身金属构件的连接装置,其特征在于,所述第一连接部件和所述第二连接部件为一体成型,且为采用铝合金材质或者镀锌碳钢材质制成。
【文档编号】B62D27/06GK105835961SQ201610242730
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】陈大华, 秦玉林, 熊建民, 洪丽, 唐少俊, 张静
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司
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