塑料构件与其他部件之间的连接设置单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种塑料构件(1)与其他部件之间的连接设置单元，塑料构件具有至少两个彼此邻近的且至少大致平行的壁(1a，1b)，该连接设置单元包括至少一个传力元件(2)，所述传力元件通过在塑料构件(1)上的粘合连接(5)在塑料构件(1)的彼此邻近的壁(1a，1b)中的截锥状或者截球形沉凹(3，4)内与该塑料构件粘合在一起，该传力元件具有用于所述其他部件的支承结构。传力元件(2)除了在必要时设置的涂层之外仅仅由金属材料构成并具有与在塑料构件(1)的邻近于所述其他部件的外壁(1a)内的沉凹(3)相匹配的盘体(2a)，该盘体的边缘在中间衬垫有粘合材料的情况下在沉凹(3)的周围区域内压放于外壁上，其中，盘体(2a)通过桥接部(2c)连接于传力元件(2)的与塑料构件的另外的内壁(1b)中的沉凹(4)相匹配的终端部段(2b)，并且外壁(1a)中的沉凹(3)至少如此地无底构造，即，使传力元件(2)的终端部段(2b)能够穿过外壁(1a)嵌入到内壁(1b)的沉凹(4)中。
【专利说明】塑料构件与其他部件之间的连接设置单元
[0001]本发明涉及一种塑料构件与其他部件之间的连接设置单元，所述塑料构件具有至少两个彼此邻近的且至少大致平行的壁，该连接设置单元包括至少一个传力元件，所述传力元件通过在塑料构件上的粘合连接在塑料构件的彼此邻近的壁中的截锥状或者截球形沉凹内与该塑料构件粘合在一起，该传力元件具有或构成用于所述其他部件的支承结构。关于现有技术可参考DE10305015A1。
[0002]在汽车制造业追求轻型结构的过程中，也会用纤维增强塑料来制造较大的车身结构件、甚至整个车体。然而对于塑料车身的机动车，例如轿车，另外还存在着固定于车辆塑料结构上并将较大的作用力和/或力矩导入该结构或结构件内的部件。由文首所述的文献已知一种用于塑料结构件的、经过有益力传递优化的传力装置，其中，这个结构件也可以构造成双壳式的，也就是说，具有两个彼此至少大致平行的壁，并且该传力装置在结构件的两个壁上支撑于沉凹内的并且为此与之粘合在一起。该已知的传力装置按混合构造方式设计，因此较为昂贵；另外，在该现有技术中，传力装置在塑料结构件的两个壁上的设置或装配也有些麻烦。
[0003]本发明的目的是:尤其在汽车制造业领域，提供一种用于具有至少两个彼此邻近的且至少大致平行的壁的塑料构件的传力装置，或者说提供一种这样的塑料构件与其他部件之间的连接设置单元，其构造较为简单并且特别是能够简单地装配。
[0004]对于如权利要求1前序部分所述的连接设置单元，实现此目的的解决方案的特征在于:传力元件除了在必要时设置的涂层之外由金属材料构成并且具有一个盘体，所述盘体与在塑料构件的邻近于所述其他部件的外壁中的截锥状或截球形沉凹相匹配并且因而在该沉凹内在中间衬垫有粘合材料层的情况下贴靠于塑料构件的壁上，该盘体的边缘在中间衬垫有粘合材料的情况下在沉凹的周围区域内压放于外壁上，其中，所述盘体通过一个桥接部连接于传力元件的与塑料构件的另外的内壁中的截锥状或截球形沉凹相匹配的终端部段，并且外壁中的沉凹至少如此地无底构造，即，使传力元件的终端部段能够穿过外壁在中间衬垫有粘合材料层的情况下嵌入到内壁的沉凹中；以及，所述支承结构是成形在传力元件的盘体上和/或桥接部中。
[0005]首先，提供了一种能够简单制造的并且同时足够坚实的传力元件或者说连接元件，因为该元件实际上仅仅由金属材料构成或者说由这样的材料成形。然而在必要时为了防止腐蚀可能需要对金属传力元件的表面进行涂层，也就是说，覆上合适的保护层。但对于这种(因此并不是由金属与非金属的组合构造而成的)传力元件的金属基本材料，这一点并不带来任何变化。
[0006]在传力元件的该金属材料或者表面涂层与塑料结构件的纤维增强塑料材料之间的粘合连接可以同样简单地实现，并且由于在塑料构件的两个彼此邻近的壁的沉凹(所述沉凹可以由直圆锥构成)中有两个例如截锥状的连接区域之故，该粘合连接已经是充分可靠地坚固了。而如果截锥状的连接区域由具有椭圆形底面的锥体或者由斜锥体构成的话，那么由此便可以实现传力元件相对塑料构件的进一步提高的抗扭性。如果这种提高的抗扭性不是必要，则也可以在截球形沉凹与传力元件的盘体或相应地相匹配地成形为截球体的部段之间设置一种截球形的连接区域来代替截锥状的连接区域，其中，这样的截球形状可以比较容易地实现。在此方面，还应该提到另外一个优点，该优点由传力元件与塑料构件或者说成型在其壁中的沉凹之间的连接区域的截锥体形状或者截球形状而产生，即粘合面得以明显扩大，就是说，粘合材料层能在其内起作用的面积得以明显扩大。
[0007]传力元件的盘体(该盘体位于塑料构件的邻近待固定部件的外壁的截锥状或截球形沉凹内)附加地以其边缘区域在沉凹的周围区域内压放于这个外壁上，从而，传力元件同样为了导入或者承受力矩而稳定地支撑在塑料构件上或者至少是支承在其外壁上。在此，本发明的传力元件可以简单地置入具有至少两个彼此邻近的且至少大致平行的壁的相应塑料构件中，方式是:使其终端部段(该终端部段配置于内壁中的沉凹)穿过外壁(该外壁在用于传力元件或其盘体的沉凹内具有一个相应的通孔)能够在中间衬垫有粘合材料层的情况下被弓丨入内壁的沉凹中。
[0008]针对用于待固定或支撑在塑料构件上的所述其他部件的支承结构，要么这个支承结构可以由传力元件的盘体本身构成，要么可以将一紧固件成型于该盘体上，和/或传力元件的所述桥接部可以作为紧固件成型出来，例如通过下述方式:将该桥接部构造成中空的并且设置有用于接纳紧固螺栓的螺纹。当然，传力元件的盘体和终端部段也可以通过多个桥接部或类似结构相互连接。
[0009]所附原理示意图示出了本发明的连接设置单元的剖视图。其中，这里为双壳式的、此外未进一步示出的塑料构件I的外壁标记为附图标记Ia以及内壁标记为附图标记Ib,该塑料构件可以是机动车(轿车)的一个由纤维增强塑料成型的车身结构件。一个传力元件2通过粘接固定在该塑料构件I上，在传力元件上，通过此传力元件2的一个所谓的支承结构可以固定一个其他部件，使得这个未示出的其他部件稳固地以及同时保证良好力传递地通过所述传力元件2与塑料构件I相连接。该其他部件例如可以是机动车的转向架(Fahrschemel,副车架)，引导车轮的导杆铰接在其上。当然，所述转向架或者一般地说所述其他部件和车身结构件或者塑料构件I于是就通过大量这样的传力元件2彼此连接。
[0010]为了接纳传力元件2，在每个壁la、lb中设置或成型有一个沉凹3 (在外壁Ia中)或一个沉凹4(在内壁Ib中)，其中，塑料构件I的与前述通过传力元件2固定于该塑料构件I上的其他部件邻接的那个壁被称为外壁la。塑料构件I的内壁Ib于是便位于外壁Ia的背向所说其他部件的一侧。所述沉凹3、4中的每一个当前是截锥状的并且在本实施例中构造为呈直圆锥体的形式，因而是旋转对称的。传力元件2在这些沉凹3、4中与塑料构件2粘合在一起，其中，相应的粘合材料层标记为附图标记5。
[0011]除了在必要时设置的表面涂层之外由金属材料构成的传力元件2具有一个与内壁Ib中的沉凹4相匹配的且准确配合地粘贴在该沉凹4内的终端部段2b，对此参见粘合材料层5。这个当前因此同样为截锥状的终端部段2b通过桥接部2c与传力元件2的匹配于外壁Ia中的沉凹3的一个盘体2a相连接。这个在沉凹3中利用粘合材料层5粘合到外壁Ia上的盘体2a被如此地成形，S卩，使它贴靠在截锥状沉凹3的锥体壁上并因此至少在其面向外壁Ia的一侧上同样具有截锥体形状。这里，盘体2a几乎实际上完全地与沉凹3的形状相匹配，方式为:不仅仅是盘体2a的面向壁Ia的那侧遵循沉凹3的形状，而且该盘体2a的背向所述外壁Ia的那侧也被如此成形。但后者并不是必不可少的特征。而本发明重要的是:盘体2a边缘区域R在沉凹4的周围区域内(也就是说在该沉凹外部并且按本例呈圆环形地围绕着该沉凹)粘贴在外壁Ia上，对此参见粘合材料层5。沉凹4的锥体壁此外按本例相对于外壁I的这个平坦的周围区域以数量级为45°的角度倾斜延伸，以便在粘合连接接合时避免出现粘合材料层的剪应力。
[0012]在粘合材料层5被敷设于沉凹3、4中以及敷设于那里的沉凹3的周围区域内的外壁I上之后，传力元件2就可以从外面按照箭头方向P插入到塑料构件I中。通过在外壁的沉凹3的底部中设置足够大的通口 D，带有桥接部2c的传力元件2的终端部段2b就能从外面被引导穿过这个通口 D并进而穿过外壁la，被嵌入到内壁Ib中的沉凹4内。在此特别有益的是:各个构件尺寸的小的容许偏差以及位置公差能够通过具有一定厚度且在接合时可弹塑变形的粘合材料层5得到补偿。
[0013]针对设置在传力元件2上的支承结构一该支承结构用于要通过此传力元件2与塑料构件I连接的、未被示出然而业已多次述及的其他部件(例如转向架)，那么这个支承结构按本例尤其是由桥接部2c所构成，其中，盘体2a同时起到支承结构的作用。如所示出的那样，由于在桥接部2c中制有一个沿其纵向延伸的孔B并且在这个孔内制有螺纹，因而可以往这个中空的桥接部2c中旋入或一般地说置入一个紧固螺钉(或一般地说是紧固件)。在这个未示出的紧固螺钉的头部与盘体2a的围绕着桥接部2c中的孔的进入口的表面O之间，可以夹紧固定一个环耳或者所述其他部件的一个其他合适地构造的部段。
【权利要求】
1.塑料构件(I)与其他部件之间的连接设置单元，所述塑料构件具有至少两个彼此邻近的且至少大致平行的壁(la，Ib)，该连接设置单元包括至少一个传力元件(2)，所述传力元件通过在所述塑料构件(I)上的粘合连接(5)在所述塑料构件(I)的彼此邻近的壁(la, lb)中的截锥状或者截球形沉凹(3,4)内与该塑料构件粘合在一起，该传力元件具有或构成用于所述其他部件的支承结构，其特征在于:所述传力元件(2)除了在必要时设置的涂层之外仅仅由金属材料构成，该传力元件具有一盘体(2a)，所述盘体与在所述塑料构件(I)的邻近于所述其他部件的外壁(Ia)中的截锥状或截球形沉凹(3)相匹配并且因而在该沉凹(3)内在中间衬垫有粘合材料层(5)的情况下贴靠于所述塑料构件(I)的壁上，该盘体的边缘(R)在中间衬垫有粘合材料(5)的情况下在所述沉凹(3)的周围区域内压放于外壁(Ia)上，其中，所述盘体(2a)通过桥接部(2c)连接于所述传力元件(2)的与塑料构件(I)的另外的内壁(Ib)中的截锥状或截球形沉凹(4)相匹配的终端部段(2b)，并且所述外壁(Ia)中的沉凹(3)至少如此地无底构造，即，使所述传力元件(2)的终端部段(2b)能够穿过外壁(Ia)在中间衬垫有粘合材料层(5)的情况下嵌入到内壁(Ib)的沉凹(4)中；以及，所述支承结构成形在所述传力元件(2)的盘体(2a)上和/或桥接部(2c)中。
2.如权利要求1所述的连接设置单元，其特征在于:所述支承结构由为接纳紧固件而构造成中空的桥接部(2c)构成。
3.如权利要求1或2所述的连接设置单元，其特征在于:所述盘体(2a)的背向所述外壁(Ia)的那侧同样是截锥状的或截球形的。
【文档编号】F16B11/00GK103890415SQ201280052502
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年9月4日 优先权日:2011年11月17日
【发明者】M·施坦格尔 申请人:宝马股份公司