带有纤维嵌入元件的在机动车的结构件处的固定结构的组件的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的带有纤维嵌入元件的在机动车的结构件处的固定结构的组件。在本发明的意义中的结构件尤其被理解为机动车的如下这样的元件，其被设计用于承受外力，例如因为这些元件是碰撞相关的总成结构的部分。这尤其是与机动车的纵梁、与保险杠横梁或其它横梁(例如行人保护横梁)直接或间接相连接的元件。示例地就此而言涉及充当结构件的、经由隔板与机动车的纵梁相连接的装配支架的组件，尤其地涉及呈框架状构造的用于固定(且保护性接收)冷却器模块的装配支架。这样的装配支架经常由塑料制成。

背景技术

在de102011119542a1中描述了一种这样的由现有技术已知的组件。在该组件的情形中，装配支架由塑料制成，且各一个隔板被连接在装配支架的在车辆竖向上延伸的框架件的外侧处右侧和左侧。在de102011119542a1中未描述关于塑料装配支架的材料和关于结构上的构造的细节。

由us6,464,289b2已知一种由塑料制成的装配支架，其在外表面的区域中包括充当加强部的纤维嵌入元件和同样充当加强部的完全被镶嵌到塑料中的绳索。

带有纤维嵌入元件的充当结构件的装配支架不太轻易地适合用于固定安装件，尤其当经由该安装件应可在至装配支架的连接区域中承受较大的力时且当安装件至少部分应布置在纤维嵌入元件的区域中时。

较大的力被理解为大于200n的力，尤其在大于5kn、大于10kn或大于100kn的数量级上的力，如其在机动车的碰撞相关的总成结构的区域中起作用的那样。于是存在如下危险，即，纤维嵌入元件且进而整个结构件在较小力的情形中已经被损坏。

技术实现要素：

本发明基于如下目的，即，使得一种带有纤维嵌入元件的在机动车的结构件处的固定结构的组件可供使用，其使得较高的力在结构件和与结构件在纤维嵌入元件的区域中相连接的安装件之间的传递成为可能，而不损坏结构件。

该目的的解决方案根据本发明以独立权利要求的特征来实现。本发明的另外的实际的实施形式和优点结合从属权利要求地进行描述。

按照一种带有布置在结构件的表面处的纤维嵌入元件的在机动车的结构件处的固定结构的根据本发明的组件，其中，结构件具有至少一个用于借助于至少一个固定器件安置(或称为固置，即festlegung)安装件的开口，固定结构具有用于固定结构在纤维嵌入元件的至少一个部分区域处的平面贴靠的定位的嵌入件贴靠面。在此，该开口如此地布置，即，借助于至少一个固定器件将固定结构的嵌入件贴靠面贴靠地保持在纤维嵌入元件处。

根据本发明的组件使得如下成为可能，即，尤其通过固定结构的插入和所描述的定位和紧固以合适的方式如此地将安装件安置在结构件处，即，在纤维嵌入元件的区域中较高的力可在结构件与安装件之间被传递，而不损坏结构件。

为了固定结构的固定，固定结构可具有穿过嵌入件贴靠面的开口，其中，固定器件穿过结构件和固定结构地布置。固定结构同样可具有两个或多个开口，其对应于在固定结构中的相应的开口构造且可被用于多个单独的固定器件的使用。在结构件中且/或在固定结构中的开口有利地在制造结构件的情形中已可被带入，尤其通过合适地考虑在注塑模具中(且如果存在，在纤维嵌入元件中)，从而在浇铸过程之后机械再加工不再必要或仅要求较少时间的机械再加工步骤是必要的。

当嵌入件贴靠面大于构造在结构件中的开口的横截面面积时，获得特别良好的力传递。在该情况中，穿过纤维嵌入元件的开口至少部分大面积地被纤维嵌入元件包围，从而大面积的力传递被使得成为可能。优选地，纤维嵌入元件和嵌入件贴靠面完全包围开口地构造。在该情况中，例如根据垫圈形式的呈圆环形的盘片、大面积的螺钉头或不同设计的贴靠元件(anlageelement)可使用作为嵌入件贴靠面。

在另一实际的实施形式中，固定结构可具有与嵌入件贴靠面间隔的支撑贴靠面。支撑贴靠面可在结构件的与嵌入元件间隔的区域处或在机动车的另一结构件处贴靠地定位。尤其地，固定结构为此可呈u形或呈l形地构造。此外，固定结构可以支撑贴靠面在安装件处大面积贴靠地被定位。

对此备选地或补充地，支撑贴靠面和嵌入件贴靠面可相应地布置在结构件的彼此间隔的面处。尤其地，固定结构对此可呈c形地或者呈u形地构造。尤其地，嵌入件贴靠面可布置在结构件的这样的表面处，在该表面处布置纤维嵌入元件，且支撑贴靠面可布置在与此间隔的、然而类似或相同定向的面上，从而使得支撑贴靠面和嵌入件贴靠面大约或精确彼此平行地布置。在该情况中呈u形的固定结构特别适合，其以自由的支腿贴靠在所描述的平行面处。

在另一实际的实施形式中，安装件充当固定结构，其中，支撑贴靠面和嵌入件贴靠面构造在固定结构的平整构造的插入区段的相对而置的侧面上且在结构件处构造有呈口袋状构造的接收区段。这样的呈口袋状构造的接收区段可尤其横向于插入方向在高度和宽度上如此地延伸，即，其被匹配于固定结构的插入区段的对应的高度和宽度。呈口袋状的接收区段可构造成用于固定结构的插入的滑动导向部。接收区段可构造在在其中布置有纤维嵌入元件的区域中，从而使得力传递主要或完全在固定结构处的接收区段的区域中进行。在一种有利的实施变体方案中，接收区段与在结构件中的开口间隔地构造。在该情况中，支撑贴靠面可相对嵌入件贴靠面相对而置地布置且在该处支撑在结构件的在其中未布置有纤维嵌入元件的区域处。

为了固定结构的固定且为了安装件在结构件处的安置，作为固定器件可设置有低成本地可供使用的螺母螺钉连接。出于装配方面的原因如下是特别优选的，即螺母是盲帽铆接螺母(或成为盲铆螺母，即blindnietmutter)。盲帽铆接螺母可伸过在结构件中的开口且尤其通过工具被如此地装配，即，凸缘构造在开口的每侧上。在此，盲帽铆接螺母优选如此地布置，即，其以凸缘贴靠在固定结构的嵌入件贴靠面处且以另一凸缘贴靠在结构件处或在支撑贴靠面处。借助于螺钉，安装件然后可容易地以固定结构通过拧紧被固定在结构件处。

在另一实际的且低成本可实现的实施形式中，固定元件是至少两件式的螺纹元件。在此，螺纹元件包括在其处构造有嵌入件贴靠面的第一固定元件和构造用于与第一固定元件拧紧且包括支撑贴靠面的第二固定元件。在此，螺纹元件此外如此地布置，即，其呈套管状地伸过构造在结构件中的开口且以嵌入件贴靠面和支撑贴靠面围住。两件式的螺纹元件提供了将嵌入件贴靠面定位在纤维嵌入元件处且对于较大的力传递而言适合地保持嵌入件贴靠面的一种出色的可行性方案。为了装配，尤其地首先第一螺纹元件可相对于嵌入件贴靠面被如此地定位，即，嵌入件贴靠面被大面积地放置在纤维嵌入元件上。在第一螺纹元件处可构造有突出的区域，其伸入到开口中。由开口的相对而置的侧面，第二螺纹元件可与第一螺纹元件被拧紧，直至支撑贴靠面同样与结构件的面达到贴靠，从而使得嵌入件贴靠面和支撑贴靠面围住结构件。对于所描述的拧紧而言优选内螺纹构造在第一固定元件中或在第二固定元件中且在相应另一固定元件处构造有对应的外螺纹。

通过第一螺纹元件与第二螺纹元件的拧紧产生可解的连接，其可无损地被拆卸且因此使得安装件的之后的更换或必要时拆卸和重新装配成为可能。

当无损的拆卸是不必要的时，第一螺纹元件和第二螺纹元件同样可被彼此挤压。

其它可拆卸或不可拆卸的固定可行性方案是同样可能的。仅示例地就此而言涉及夹头连接(clip-verbindung)。

为了将第一固定元件固定在第二固定元件处且/或为了将另外的固定元件安置在固定元件处，第一固定元件和/或第二固定元件可具有内螺纹。

结合第一固定元件和第二固定元件(其彼此经由对应的带有较大直径的螺纹被拧紧且其中至少一个固定元件具有用于拧入另一固定元件的内螺纹)，2mm、优选至少3mm且特别优选地至少4mm的最小直径差被证实是合适的。根据特别优选的变体方案，相应地例如用于第一固定元件与第二固定元件的拧紧的m10螺纹和用于另一固定元件的拧入的m6螺纹可被组合。在该情况中，至少30mm的直径良好地适合用于嵌入件贴靠面。

该结构件优选是用于冷却器模块的塑料装配支架。塑料装配支架进一步优选地呈框架状地构造、构造成敞开的框架或闭合的框架、构造成闭合的框架尤其带有两个水平伸延的水平支架和两个垂直伸延的侧面支架的矩形框架。借助于固定结构，与保险杠横梁(尤其牢固地、也就是说刚性地借助于材料配合的、力配合的且/或形状配合的连接)相连接的安装件被固定，尤其地该安装件可以是隔板，其被安置在呈框架状的装配支架的主要垂直延伸的区段处。

固定结构可由金属或非金属材料构造成，尤其由钢、铝或由塑料、尤其也可由玻璃纤维增强的塑料或由碳纤维增强的塑料构成。

附图说明

本发明的另外的实际的实施形式在下面与附图相关联地进行描述。

其中：

图1以侧视图形式显示了一种机动车，

图2以斜上方的透视视图形式显示了与另外的、牢固地与隔板相连接的元件一起的隔板，

图3以截面图示形式显示了根据本发明的组件的第一种实施形式，

图4以截面图示形式显示了根据本发明的组件的第二种实施形式，

图5以截面图示形式显示了根据本发明的组件的第三种实施形式，

图6以截面图示形式显示了根据本发明的组件的第四种实施形式，

图7以带有根据本发明的组件的虚线示出的第五种实施形式的由侧面的透视视图形式显示了根据图2的以vii标明的区域的放大视图，

图8以根据图2的直线viii-viii的截面图示形式显示了带有包括第一固定元件和第二固定元件的固定结构的根据本发明的组件的第六种实施形式，

图9以截面透视视图形式显示了根据图8的第一固定元件和第二固定元件，

图10以顶视图形式显示了根据图9的第二固定元件，且

图11a-d以由下方的视图形式显示了根据图9的第一固定元件的四种不同的变体方案。

具体实施方式

在图1中以侧视图形式示出了机动车10。下面详细说明的根据本发明的组件均布置在该机动车10的车头(或称为车前体，即vorderwagen)12中。

在图2中示出了充当结构件14的装配支架16，其布置在图1中示出的机动车10的车头12中。装配支架16构造成带有矩形基本形状的闭合框架。装配支架16包括两个主要在垂直方向上、也就是说在车辆竖向(z方向)上延伸的侧面支架18和两个主要在水平方向上、此时在车辆横向(在y方向)上延伸的水平支架20。

与侧面支架18牢固地相连接的相应地是隔板26(在图2中经由两个所显示的在截面线viii-viii的区域中的螺钉)。在车辆纵向上观察在隔板26之后联接有机动车10的未示出的纵梁。在车辆纵向上观察在隔板26之前，以已知的形式和方式相应地布置有作为至保险杠横梁30的连接元件的变形元件28。隔板26与变形元件28和保险杠横梁30一起构成碰撞结构，其用于承受较高的力，尤其在车辆碰撞的情况中。

下面描述了根据本发明的组件的不同的实施形式，根据这些实施形式充当安装件24的隔板26可有利地布置在此处以由塑料构成的装配支架16形式的结构件14处(更确切地说尤其当在隔板26与装配支架16之间的连结的区域中布置有纤维嵌入元件22时)。下面所描述的组件的装配支架16均在车头12的宽度的大部分上、也就是说在机动车10的宽度的至少百分之50上延伸。

图8显示了根据图2中的直线viii-viii穿过装配支架16的截面图示。图3-6显示了结合其它根据本发明的组件的类似的截面图示，在这些组件中装配支架16的侧面支架18的设计方案也部分变化。

如由图3-6和8可见的那样，装配支架16在所有实施形式的情形中相应地在侧面支架18的区域中具有呈u形的横截面形状，其中，“u”的支腿通过在车辆横向(y方向)上观察更靠近车辆中轴线处的内部支腿36且通过在车辆横向上进一步相对车辆外侧指向的外部支腿34构成。“u”的敞开侧在车辆纵向(x方向)上观察向后指向。

此时在紧接着结合其余附图描述另外的实施形式之前，首先借助图3描述了根据本发明的组件的第一种实施形式。对于相同的或至少功能相同的构件而言，在此在所有实施形式中使用相同的附图标记。

在装配支架16的呈u形设计的侧面支架18的外部支腿36的相对车辆纵向中轴线指向的、在车辆纵向上且在车辆竖向上延伸的表面处，相应地至少在部分区域中布置有纤维嵌入元件22。纤维嵌入元件22由截面示出的区域尤其在车辆竖向(z方向)上向上在上部水平支架20的方向上延伸。

为了实现根据本发明的组件使用单独的固定结构32。在所有实施形式中，固定结构32包括嵌入件贴靠面38，其平面地贴靠在纤维嵌入元件22的部分区域处。在图3中所显示的实施形式中，固定结构32此外包括支撑贴靠面40，固定结构32以其平面地贴靠在侧面支架18的第二支腿36处，由此通过侧面支架18和固定结构32在截平面中得出闭合的横截面轮廓。

侧面支架18具有两个通孔42，其在图3中所显示的实施形式中还延伸穿过纤维嵌入元件22。固定结构32的嵌入件贴靠面38同样具有两个通孔44，其中，这些孔44相应地彼此对齐地布置。在隔板26中构造有长孔46。隔板26如此地布置，即，引导穿过在固定结构32中且在侧面支架18中的通孔42,44的固定器件48还引导穿过长孔46。隔板26借助于充当固定器件48的螺钉50和螺母52被安置。在该情况中，螺母52构造成盲帽铆接螺母，由此在装配盲帽铆接螺母的情形中固定结构32和侧面支架18已被彼此相对预定位，从而对于隔板26的装配而言仅还有隔板26须相对于装配支架16被定向且螺钉50紧接着须被拧入到已经预先紧固的螺母52中。

图4显示了根据本发明的组件的第二种实施形式，根据该实施形式固定结构32围住外部支腿34地构造和布置。在该实施形式中，固定结构32同样具有嵌入件贴靠面38和支撑贴靠面40。支撑贴靠面40和嵌入件贴靠面38此处呈u形地如此地包围第一支腿，即，同样地构造在固定结构32中的通孔44两侧于第一支腿34和在其中构成的通孔42布置。固定结构32因此对于构造成盲帽铆接螺母的螺母52而言在两侧构成贴靠面，从而使得盲帽铆接螺母和被拧入到其中的螺钉50不直接被导引到结构件14中，而是仅间接地且大面积地经由保护性地围住该螺钉的固定结构32。

隔板26的固定又经由构造在其中的长孔46实现，如结合图3所描述的那样。在该实施形式中，固定然而以仅一个螺钉50和构造成盲帽铆接螺母的螺母52实现。

在图5中示出了根据本发明的组件的第三种实施形式。在该第三种实施形式中，固定结构32构造成呈l形的角元件，其在其形状和定向上被匹配于隔板26的基本形状。在从侧面支架18被引离的、在车辆横向上指向的区段处，固定结构32以支撑贴靠面40支撑在隔板26的平行延伸的区段处。以在车辆纵向上指向的嵌入件贴靠面38，固定结构32又支撑在第一支腿34处(同样在纤维嵌入元件22的区域中)。隔板26又如上面所描述的那样借助于螺钉50和螺母52作为固定器件48与侧面支架18相连接。此外，隔板26与固定结构32经由支撑贴靠面40借助于另一螺钉82和另一充当固定器件48的螺母84被牢固地连接。

图6显示了根据本发明的组件的第四种实施形式。在该组件的情形中，在装配支架16的侧面支架18处构造有呈口袋状的接收区段56。在该实施形式的情形中，安装件24、此处隔板26自身充当固定结构32。为此，充当固定结构32的隔板26或者固定结构32具有插入区段58，其在隔板26在箭头e的方向上的插入之后达到贴靠在呈口袋状的接收区段56中。纤维嵌入元件22布置在接收区段56的区域中，从而使得插入区段58具有嵌入件贴靠面38。在嵌入件贴靠面38的相对而置的侧面上，插入区段58具有支撑贴靠面40，其支撑在侧面支架18的外部支腿34处。如先前所描述的那样，螺母52和螺钉50充当固定器件48。在该第四实施形式的情形中，纤维嵌入元件22不布置在开口42的区域中，从而使得螺母52由两侧仅在开口42的区域中伸出超过侧面支架18。在纤维嵌入元件22与固定结构32之间的力传递在接收区段56的区域中实现。

图7显示了根据本发明的组件的第五种实施形式的在图2中以vii标明的区段。不同于上面所描述的组件，在该实施形式的情形中纤维嵌入元件22布置在结构件14的外部支腿34的相对车辆外侧指向的表面上。作为固定结构32此处使用(如在结合图6说明的实施形式的情形中)隔板26。为了使得纤维嵌入元件22可见，构造在隔板26处的嵌入件贴靠面38部分切开地示出。隔板26在平行于外部支腿34构造的区段中具有在图7中仅虚线示出的嵌入件贴靠面38，其在车辆纵向上观察全面覆盖纤维嵌入元件22，从而使得在车辆竖向(z方向)上延伸的前缘86不毗邻于纤维嵌入元件22。由此抵制在前缘86的区域中的纤维嵌入元件22的机械损坏。

结合图8-11，下面描述了根据本发明的组件的第六种实施形式。在该实施形式的情形中，作为用于将隔板26固定在装配支架14的侧面支架18处的固定结构32使用带有第一固定元件62和第二固定元件64的两件式的螺纹元件60。该固定元件62,64如此地被彼此拧紧，即，构造在第一固定元件62处的嵌入件贴靠面38和构造在第二固定元件处的支撑贴靠面40在拧紧元件的情形中彼此相对移动，以便于围绕外部支腿34围住地放置。在经装配的状态中，嵌入件贴靠面38如由图8可见的那样贴靠在外部支腿34处纤维嵌入元件22的区域中，且支撑贴靠面40贴靠在外部支腿34的相对而置的侧面处。

在图9中以截面且透视图示形式显示了不带有另外元件的两件式的螺纹元件60。为了与构造在结构件14中的开口44(参见图8)拧紧，在第一固定元件62处相应地构造有在其余附图中未示出的内螺纹88，其与相应地构造在第二固定元件64处的、在其余附图中未示出的外螺纹90共同起作用(参见图9)。

第一固定元件62具有通孔66。通孔66在上部区段68中具有大于在下部区段70中的直径。

为了提供在第一固定元件62处或者在第二固定元件64处的大面积的嵌入件贴靠面38或者大面积的支撑贴靠面40，相应地呈凸缘状的区段72,76构造在这些固定元件62,64处。

在构造在第二固定元件64中的开口的下部区段70中构造有内螺纹92，以便于可与充当固定器件48的带有对应的外螺纹的螺钉50共同起作用(参见图8)。

为了可借助于工具将转矩传递到第一固定元件62上，在图8,9和11a以及11b中所显示的实施形式的情形中在呈凸缘状构造的区段72的区域中设置有用于扳手和/或钳子或者其它合适的工具的作用的削平部94。

在图11b中所显示的实施形式的情形中，呈颈状构造的下部区段70额外地具有用于扳手作用的六边形几何形状96。

在图11d中所显示的实施形式的情形中构造有仅一个六边形几何形状96，且其取消削平部。

备选地或补充地如在图11c中示出的那样，凹处或通孔80可构造在呈凸缘状的区段72的区域中。

如在图9和10中可辩认出的那样，在第二固定元件64的呈凸缘状的区段76中类似于第一固定元件62的在图11c中所显示的实施形式构造有通孔78。备选地，此处还可构造有仅凹处。例如以呈杆状的工具可接合到开口78,80或者凹处(未示出)中，以便于将转矩传递到固定元件62,64上且将其彼此拧紧。

为了将隔板26固定在装配支架14处，在侧面支架18中构造有两个伸入穿过的开口42。为了固定隔板26，然后首先两件式的螺纹元件60如此地与装配支架16相连接，其呈套管状地伸入穿过开口42且因此大面积地围住外部支腿34。隔板26紧接着与各一个充当固定器件48的螺钉50相连接。在此，螺钉50与构造在第一固定元件62中的内螺纹92共同作用。

固定结构32在所有此处所描述的实施形式中由金属材料制成，尤其由钢。其然而还可由其它合适的材料制成。

在该说明书中、在附图中以及在权利要求中所公开的本发明的特征不仅可单独地而且可以任意的组合对于本发明以其不同的实施形式的实现而言是重要的。本发明在权利要求的情况中且在考虑负责的专业人士的认知的情形下被改变。尤其，在该关系中参照如下变体方案：

-本发明不被限制于装配支架16的结合图3-6描述的横截面形状或被限制到装配支架16的侧面支架18上。其同样可以其它的横截面形状实现。

-本发明不被限制于这样的固定结构32，在其中一个或多个通孔42,44引导通过纤维嵌入元件22。其同样可结合不带有通孔42、44的固定结构32地实现或结合这样的固定结构32来构造，在该固定结构中通孔42,44间隔于纤维嵌入元件22构造。

附图标记列表

10机动车

12车头

14结构件

16装配支架

18侧面支架(seitenträger)

20水平支架(horizontaltrager)

22纤维嵌入元件

24安装件

26隔板

28变形元件

30保险杠横梁

32固定结构

34(侧面支架的)外部支腿

36(侧面支架的)内部支腿

38嵌入件贴靠面

40支撑贴靠面

42开口(在侧面支架中)

44开口(在固定结构中)

46长孔(在隔板中)

48固定器件

50螺钉

52螺母(盲帽铆接螺母)

54穿孔

56接收区段

58插入区段

60两件式的螺纹元件

62第一固定元件

64第二固定元件

66(第一固定元件的)开口

68(第一固定元件的)上部区段

70(第一固定元件的)下部区段

72(第一固定元件的)呈凸缘状的区段

74(第二固定元件的)开口

76(第二固定元件的)呈凸缘状的区段

78开口(在呈凸缘状的区段76中)

80开口(在呈凸缘状的区段72中)

82螺钉

84螺母

86前缘

88内螺纹

90外螺纹

92(第一固定元件62的)内螺纹

94削平部

96六边形几何形状。