设置有由带纤维的复合材料制成的背部加强支撑杆的车辆仪表板横梁的制作方法_3

文档序号:8366796阅读:来源:国知局
的延伸来加强。
[0059]优选地,如图7所示,台肩21还能够与加强起伏部27全部或部分重合。
[0060]然而,如图8所示,根据另一实施变型,不排除所述加强起伏部27能够朝向所述凹腔外部定向,为向前突出的类型。
[0061]能够由与构成加强支撑杆20不同或相同的材料制成承载腹板10。
[0062]以特别优选的方式,与加强支撑杆20 —样,由带纤维的复合材料制成所述承载腹板10,所述带纤维的复合材料材料包括布置在基质34中的纤维33。
[0063]支撑杆20或承载腹板10的加强纤维21,33尤其能够由玻璃纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺(aramide)纤维等形成。
[0064]基质22,34本身优选地由一种或多种例如聚丙烯或聚酰胺的材料制成,更优选地由树脂类型的一种或多种热塑性聚合物制成。
[0065]这种复合材料的使用能够有利地使杆2和横梁I比相对于用金属实施更轻,同时由于纤维21,33的加强,在侧向压缩应力或切力的作用下保持较高弹性、较大刚度和较强的抗拉伸、弯曲和压弯性的模块。
[0066]因此,横向杆2优选地具有由相对较薄的复合薄膜限定的中空结构,甚至基本管状结构,所述薄膜相对于金属有较小的密度但是具有良好的硬度和良好的韧性。
[0067]另外,这种带纤维的复合材料能够简化所述零件的成形,同时限制原材料的损失。
[0068]应当理解不排除由相同的带纤维的复合材料制成承载腹板10和支撑杆20,必要时以与母线G相似的方法定向。
[0069]然而,承载腹板10采用的带纤维的复合材料优选地具有基质34和/或纤维33的混合物,和/或纤维33的定向,和/或与构成加强支撑杆20的带纤维的复合材料不同的纤维33密度。
[0070]作为示例,如图4A所示,为了形成承载腹板10,能够使用优选地包含90%在O度方向(与母线对齐)上的纤维和10%在90度方向(相对于母线横向)上的纤维的复合碳纤维33,以及如图3A所示,为了形成支撑杆20,能够使用优选地一半布置在+45度方向上、一半布置在-45度方向上的交叉玻璃复合纤维21。
[0071]有利地,通过如此联结材料,能够为加强区段T的不同侧向部分提供局部不同的机构性能,所述机械性能的组合能够改善组件的机械强度和/或振动性能。
[0072]优选地,如分别在图4A和3A所示,承载腹板10和/或加强支撑杆20各自由单件的单一复合层30,35 (即“补片(patch)”,例如为适用于复合技术的“坯件”)制成。
[0073]优选地通过单一切割操作,然后通过单一冲制操作、更具体地通过对应的单一相同补片30,35的加压热成型,还能够实现材料的大量节省和零件的快速成形,这提供了适用于汽车工业生产速率的制造方法,所述制造方法的周期为几分钟,甚至小于一分钟。
[0074]另外,虽然由于形成了单件,所得到的零件(纤维层30,35的厚度)特别轻薄但是特别坚固并且具有均匀质量。
[0075]而且,加强支撑杆20和/或承载腹板10优选地具有基本相互平行的多根连续纤维21,33,所述连续纤维各自从所述支撑杆20的一个边缘无中断地延伸到另一边缘,且分别从所述承载腹板10的一个边缘延伸到另一边缘。
[0076]纤维21,33的该连续性有利地改善了对应的纤维层30,35的机械强度和由所述纤维层得到的零件的机械强度。
[0077]可以理解,能够选择连续纤维的网格的定向,以基本对应于所述零件承受的最大应力方向。
[0078]必要时,能够沿两个连续的、叠加的或如同纺织纤维交织的纤维的交叉网格来配置相同纤维层的纤维,
[0079]作为示例,承载腹板10还能够优选地大部分包括“链式”连续纤维33C,所述“链式,,连续纤维基本与母线G平行布置,如同纵向拉杆;以及任选地包括“纬纱式,,连续纤维33T,所述“纬纱式”连续纤维尤其如前述的90% -10%的比例基本与“链式”连续纤维33C垂直,如图4A所示,纤维33C,33T的每个网格将对应纤维层35的优选地为矩形的切割边缘与相对的切割边缘无中断地接合。
[0080]优选地,加强支撑件20的纤维21至少部分沿交叉网格布置,其中至少25%、甚至基本50%,沿相对于母线G从+30度至+60度、优选地为+45度的角度布置,且至少25%、甚至基本50%,沿相对于所述母线G从-30度至-60度、优选地为-45度的角度布置。
[0081]优选地在+/-45度方向上,所述纤维还能够将优选地为矩形的对应纤维层30的切割边缘与相邻的切割边缘连续接合。
[0082]而且,如图1,2和5至8所示,承载腹板10、更具体地横向杆2能够在全部或部分长度上、在至少其中一个表面上或在两个表面上涂有非金属保护层40,所述非金属保护层由聚合物材料、优选地为复合的且与构成所述承载腹板10和/或构成支撑杆20的材料不同的材料制成。
[0083]所述保护层40能够例如由聚丙烯或聚酰胺类的聚合物材料制成,所述聚合物材料任选地由非连续的短纤维加强,所述短纤维的个体长度小于25毫米、10毫米,甚至使用基本在2毫米和4毫米之间的超短纤维,尤其为PA6GF60。
[0084]有利地,这种材料事实上特别适用于承载腹板10上的复制模注射成型,所述注射成型形成横向杆2的功能性真实框架,所述框架由支撑件20局部支持。
[0085]这种保护层40尤其能够用于添加到横梁I上,更具体地添加到杆2上,提供附加功能且不参与或仅附带参与加强杆2的结构强度的部件、例如爪钩或孔眼型的固定分界面能够固定在如通风设备、收音机、手套箱等附件的横梁上。
[0086]有利地,还能够由(第二)复合材料制成的部件来代替全部或部分至今仍为金属的所述固定分界面,因此能够使横梁I变轻。
[0087]所述保护层40还能够在凹腔15中(图5),和/或沿凸出侧壁11的外表面(图5到8)局部添加肋24,和/或由肋24、甚至填充物支持支撑杆20的明显的加强起伏部27 (图7)。
[0088]因此,如图7所示,所述保护层能够一方面包括基本恒定厚度的薄基板,所述薄基板与沿母线G的加强支撑杆20的外表面帖合,由横向肋24或高度能够对应于加强起伏部27的隔板来局部加强所述基板;以及另一方面包括与凸出侧壁11的外表面贴合的盖体的拱型肋。
[0089]尤其还可以考虑通过在加强区段T的每一侧,甚至基本在全部侧轮廓上用复制模浇铸的横向肋24来支持所述加强区段。
[0090]因此横梁I在其组成和功能上整体具有不同的多层结构,所述结构至少包括:由承载腹板10和必要时优选地由连续纤维预成形的纤维层30,35制成的支撑杆20来形成的第一承载框架层;以及提供例如附加固定分界面的第二保护层40,所述第二保护层优选地由复合短纤维材料通过复制模浇铸成形。
[0091]根据一种实施变型,一个或多个联接凸缘3,4能够由带纤维复合材料制成,所述带纤维复合材料能够与组成承载腹板10的材料相同。
[0092]可以理解,本领域技术人员将根据需要单独或组合采用上面提及的全部或部分特征。
[0093]本发明还涉及一种制造用于车辆的仪表板横梁I的方法,所述横梁需要设置:沿母线G在长度上延
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