用于车辆的背梁的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆的背梁，其可确保可成形性并且提高混合材料之间的界面粘结力。
【背景技术】
[0002]用于减震器的背梁(back beam)由塑料和金属制造。塑料背梁分为采用玻璃纤维和碳纤维加强的高强度塑料复合背梁和不采用纤维加强的普通塑料背梁。
[0003]高强度塑料复合背梁通常通过热压制造，热压使用高强度/高刚度板类型的中间材料并且由于部件设计中的限制需要额外的构件以进行组装，从而使得制造成本和重量都增加并且它们难以拆卸。
[0004]普通注射模制塑料背梁可以自由设计，因此制造成本显著降低，但是由于与高强度塑料背梁相比刚度不足，因此它们仅可用于需要低抗碰撞性的车辆。
[0005]发明背景部分中公开的信息仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何方式暗示该信息形成本领域普通技术人员已知的现有技术。
【发明内容】
[0006]本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的背梁，其可确保可成形性并且提高混合材料之间的界面粘结力。
[0007]在本发明的示例性实施方案中，用于车辆的背梁可包括框架和盖部，其中框架由包含纤维的高强度塑料复合材料制成，盖部采用插入的框架进行注射模制以覆盖框架的外侧。
[0008]所述框架通过堆叠并粘结包含长纤维的长纤维材料和包含连续纤维的连续纤维材料来形成。
[0009]所述盖部设置在其中所述框架的长纤维材料与盖部接触的位置处。
[0010]所述框架通过定位在所述盖部之下的长纤维材料和在所述长纤维材料之下以多个层的形式粘结的多个连续纤维材料形成。
[0011 ] 纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、或聚芳酰胺纤维中的一种或多种。
[0012]所述盖部按照从所述框架的外部覆盖框架的前部、顶部、和底部的形状注射模制。
[0013]所述框架通过采用多个辊子压制多个长纤维材料和连续纤维材料，并且将长纤维材料和连续纤维材料堆叠且然后加热来制造。
[0014]按照从框架的外部覆盖框架的前部、顶部、和底部的形状注射模制的盖部按照在一部分处覆盖框架的内侧的形状注射模制。
[0015]所述框架采用大约30%的长纤维材料和大约70%的连续纤维材料形成。
[0016]所述长纤维材料被所述盖部和所述连续纤维材料完全封装在其间。
[0017]根据具有以上所述的结构的用于车辆的背梁，能够提高混合材料之间的界面粘结力同时确保可成形性。
[0018]本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些其它特征和优点将从结合于此的附图和以下【具体实施方式】中显而易见，或在附图和【具体实施方式】中详细陈述，附图和【具体实施方式】共同用于解释本发明的某些原理。
【附图说明】
[0019]图1为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的背梁的立体图。
[0020]图2为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的背梁的详细视图。
[0021]图3为显示根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的背梁中框架的截面的视图。
[0022]图4为从图1所示的用于车辆的背梁的剖面线A-A剖开的截面图。
[0023]图5A-5C和6A-6D为显示根据本发明的示例性实施方案的制造用于车辆的背梁的过程的视图。
[0024]应当理解，所附附图不一定按比例绘制，从而显示本文中所公开的本发明的说明性的各种优选特征的略微简化的画法，包括例如具体尺寸、方向、位置和外形的各种优选特征将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
[0025]在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
【具体实施方式】
[0026]现在将详细参考本发明的各个实施方案，其示例在附图中示出并在下文中描述。虽然本发明将结合示例性实施例来描述，但将可理解，本说明书并非旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反，本发明意图不仅覆盖示例性实施方案，而且覆盖可包含在如所附权利要求所定义的本发明的精神和范围内的各种替代方案、修改、等效物以及其它实施方案。
[0027]在下文中参照所附附图描述本发明的实施例。
[0028]图1为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的背梁的立体图，图2为根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的背梁的详细视图，图3为显示根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的背梁中框架的截面的视图，图4为从图1所示的用于车辆的背梁的剖面线A-A剖开的截面图，以及图5A-5C和6A-6D为显示根据本发明的示例性实施方案的制造用于车辆的背梁的过程的视图。
[0029]根据本发明的示例性实施方案的用于车辆的背梁包括框架100和盖部200，其中，框架100由包含纤维的高强度塑料复合材料制成，盖部200采用插入的框架100进行注射模制以覆盖框架100的外侧。也就是说，背梁由混合类型的不同材料制成，其中主体框架通过框架形成，盖部通过盖构件形成。
[0030]具体地，背梁采用插入其中的高强度塑料进行注射模制，并且与性能相关的主要因素为在用于注射模制的高强度塑料和普通塑料之间的接合处的界面粘结力。
[0031]如图2所示，框架100可通过堆叠并粘结包含长纤维的长纤维构件120和包含连续纤维的连续纤维构件140形成。
[0032]在本发明的示例性实施方案中，盖部200和连续纤维材料140将长纤维材料120完全封装在其间。
[0033]典型的高强度塑料为长纤维复合材料或连续纤维复合材料，长纤维复合材料包含长纤维和树脂的混合物，连续纤维复合材料包含连续纤维和树脂的混合物。连续纤维复合材料具有比长纤维复合材料更高的强度，而长纤维复合材料比连续纤维复合材料更自由地形成(设计)，因此使用由连续纤维和长纤维构成的混合复合材料。
[0034]使用混合复合材料是用于增加普通塑料和高强度塑料之间的界面粘结力，并且在本发明的示例性实施方案中所使用的高强度塑料包括70%或以上的连续纤维复合材料和大约30%并且设置在与普通塑料的接合处的长纤维，从而使得其增加材料之间的粘结力。因此，如图1和图2所示，框架可设置在长纤维材料和盖部的接合处。
[0035]如图3所示，框架可以由在顶部处的长纤维材料120和多个连续纤维材料140构成，多个连续纤维材料140在长纤维材料120之下以多个层的形式堆叠。纤维可以是玻璃纤维、碳纤维、或聚芳酰胺纤维中的一种或多种。
[0036]与普通塑料接触的高强度塑料的表面由长纤维层以如下方式形成:当制造高强度塑料纤维时制造长纤维层的一侧。
[0037]如图1所示，盖部200可按照从外部覆盖框架100的前部、顶部和底部的形状注射模制。具体而言，按照从外部覆盖框架100的前部、顶部和底部的形状注射模制的盖部200可按照在部分220处覆盖框架100的内侧的形状注射模制。
[0038]这对具有插入的高强度塑料的背梁的性能是有利的，该背梁通过注射模制制造以在制造背梁的材料之间的粘结表面时将高强度塑料设置在普通塑料内。具体而言，采用普通塑料覆盖高强度塑料的一部分的整个表面(而不是将整个高强度塑料设置在普通塑料内)是有利的，其中当覆盖表面具有5mm或以上的宽度和2mm或以上的厚度时可实现效果。
[0039]如图5A至5C和图6A至6D所示，框架可通过用辊子压制多种纤维材料，并且将它们堆叠并然后加热制造。
[0040]也就是说，如图5A — 5C所示，制造背梁中的高强度塑料层的一种方法是制备连续纤维织物辊子310和长纤维织物辊子320、采用粘结的连续纤维织物和长纤维织物形成一个织物350、将织物350通过压力机400 (例如双带压力机和/或多级压力机(5A))、在烤箱中加热织物350、将织物350放入模具450中(5B)，并然后注射并且模制具有高强度塑料层的背梁(5C)。
[0041]如图6A — 6D所示，制造背梁中的高强度塑料层的另一种方法是:在烤箱中堆叠并加热连续纤维织物510和长纤维织物520 (图6A)、将堆叠的织物550放入模具450中(图6C)、并且然后注射并模制具有高强度塑料层(图6D)(但是，如图6B所示，在将织物放到模具450中之前，可能可以通过压力机700压制织物来增加堆叠的织物550之间的粘结力)。
[0042]根据具有以上所述的结构的用于车辆的背梁，能够提高混合材料之间的界面粘结力同时确保可成形性。
[0043]为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
[0044]本发明的特定示例性实施例的上述描述是为了说明和描述而给出。它们并非旨在穷举或将本发明限制于所描述的精确形式，而且鉴于以上教导，许多修改和变化显然是可能的。选择和描述示例性实施例以说明本发明的某些原理和它们的实际应用，由此使本领域普通技术人员能作出和利用本发明的各个示例性实施例及其替代方案或修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等价技术方案限定。
【主权项】
1.一种用于车辆的背梁，其包括: 框架，所述框架由包含纤维的高强度塑料复合材料制成；以及 盖部，在框架插入的情况下对所述盖部进行注射模制以覆盖框架的外侧。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的背梁，其中所述框架通过堆叠并粘结包含长纤维的长纤维材料和包含连续纤维的连续纤维材料来形成。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的背梁，其中所述盖部设置在所述框架的长纤维材料与盖部接触的位置处。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的背梁，其中所述框架通过定位在所述盖部下方的长纤维材料和在所述长纤维材料之下以多个层的形式粘结的多个连续纤维材料形成。
5.根据权利要求1所述的用于车辆的背梁，其中所述纤维为玻璃纤维、碳纤维、和聚芳酰胺纤维中的任一个或多个。
6.根据权利要求1所述的用于车辆的背梁，其中所述盖部按照从所述框架的外部覆盖框架的前部、顶部、和底部的形状注射模制。
7.根据权利要求2所述的用于车辆的背梁，其中所述框架通过采用多个辊子压制多个长纤维材料和连续纤维材料，并且将长纤维材料和连续纤维材料堆叠且然后加热来制造。
8.根据权利要求1所述的用于车辆的背梁，其中按照从框架的外部覆盖框架的前部、顶部、和底部的形状注射模制的盖部按照在一部分处覆盖框架的内侧的形状注射模制。
9.根据权利要求2所述的用于车辆的背梁，其中所述框架采用大约30%的长纤维材料和大约70%的连续纤维材料形成。
10.根据权利要求2所述的用于车辆的背梁，其中所述长纤维材料被所述盖部和所述连续纤维材料完全封装在其间。
【专利摘要】本发明提供一种用于车辆的背梁，该用于车辆的背梁可包括框架和盖部，其中框架由包含纤维的高强度塑料复合材料制成，以及盖部采用插入的框架注射模制以覆盖框架的外侧。
【IPC分类】B29C70-08
【公开号】CN104723568
【申请号】CN201410452184
【发明人】尹镇永, 李承牧, 李承协, 吉勇吉, 宋岡炫, 金熙俊, 李泰和
【申请人】现代自动车株式会社, 乐金华奥斯有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年9月5日
【公告号】DE102014111638A1, US20150175107