塑料構(gòu)件與其他部件之間的連接設(shè)置單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種塑料構(gòu)件(1)與其他部件之間的連接設(shè)置單元，塑料構(gòu)件具有至少兩個彼此鄰近的且至少大致平行的壁(1a，1b)，該連接設(shè)置單元包括至少一個傳力元件(2)，所述傳力元件通過在塑料構(gòu)件(1)上的粘合連接(5)在塑料構(gòu)件(1)的彼此鄰近的壁(1a，1b)中的截錐狀或者截球形沉凹(3，4)內(nèi)與該塑料構(gòu)件粘合在一起，該傳力元件具有用于所述其他部件的支承結(jié)構(gòu)。傳力元件(2)除了在必要時設(shè)置的涂層之外僅僅由金屬材料構(gòu)成并具有與在塑料構(gòu)件(1)的鄰近于所述其他部件的外壁(1a)內(nèi)的沉凹(3)相匹配的盤體(2a)，該盤體的邊緣在中間襯墊有粘合材料的情況下在沉凹(3)的周圍區(qū)域內(nèi)壓放于外壁上，其中，盤體(2a)通過橋接部(2c)連接于傳力元件(2)的與塑料構(gòu)件的另外的內(nèi)壁(1b)中的沉凹(4)相匹配的終端部段(2b)，并且外壁(1a)中的沉凹(3)至少如此地?zé)o底構(gòu)造，即，使傳力元件(2)的終端部段(2b)能夠穿過外壁(1a)嵌入到內(nèi)壁(1b)的沉凹(4)中。
【專利說明】塑料構(gòu)件與其他部件之間的連接設(shè)置單元
[0001]本發(fā)明涉及一種塑料構(gòu)件與其他部件之間的連接設(shè)置單元，所述塑料構(gòu)件具有至少兩個彼此鄰近的且至少大致平行的壁，該連接設(shè)置單元包括至少一個傳力元件，所述傳力元件通過在塑料構(gòu)件上的粘合連接在塑料構(gòu)件的彼此鄰近的壁中的截錐狀或者截球形沉凹內(nèi)與該塑料構(gòu)件粘合在一起，該傳力元件具有或構(gòu)成用于所述其他部件的支承結(jié)構(gòu)。關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)可參考DE10305015A1。
[0002]在汽車制造業(yè)追求輕型結(jié)構(gòu)的過程中，也會用纖維增強塑料來制造較大的車身結(jié)構(gòu)件、甚至整個車體。然而對于塑料車身的機動車，例如轎車，另外還存在著固定于車輛塑料結(jié)構(gòu)上并將較大的作用力和/或力矩導(dǎo)入該結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)件內(nèi)的部件。由文首所述的文獻已知一種用于塑料結(jié)構(gòu)件的、經(jīng)過有益力傳遞優(yōu)化的傳力裝置，其中，這個結(jié)構(gòu)件也可以構(gòu)造成雙殼式的，也就是說，具有兩個彼此至少大致平行的壁，并且該傳力裝置在結(jié)構(gòu)件的兩個壁上支撐于沉凹內(nèi)的并且為此與之粘合在一起。該已知的傳力裝置按混合構(gòu)造方式設(shè)計，因此較為昂貴；另外，在該現(xiàn)有技術(shù)中，傳力裝置在塑料結(jié)構(gòu)件的兩個壁上的設(shè)置或裝配也有些麻煩。
[0003]本發(fā)明的目的是:尤其在汽車制造業(yè)領(lǐng)域，提供一種用于具有至少兩個彼此鄰近的且至少大致平行的壁的塑料構(gòu)件的傳力裝置，或者說提供一種這樣的塑料構(gòu)件與其他部件之間的連接設(shè)置單元，其構(gòu)造較為簡單并且特別是能夠簡單地裝配。
[0004]對于如權(quán)利要求1前序部分所述的連接設(shè)置單元，實現(xiàn)此目的的解決方案的特征在于:傳力元件除了在必要時設(shè)置的涂層之外由金屬材料構(gòu)成并且具有一個盤體，所述盤體與在塑料構(gòu)件的鄰近于所述其他部件的外壁中的截錐狀或截球形沉凹相匹配并且因而在該沉凹內(nèi)在中間襯墊有粘合材料層的情況下貼靠于塑料構(gòu)件的壁上，該盤體的邊緣在中間襯墊有粘合材料的情況下在沉凹的周圍區(qū)域內(nèi)壓放于外壁上，其中，所述盤體通過一個橋接部連接于傳力元件的與塑料構(gòu)件的另外的內(nèi)壁中的截錐狀或截球形沉凹相匹配的終端部段，并且外壁中的沉凹至少如此地?zé)o底構(gòu)造，即，使傳力元件的終端部段能夠穿過外壁在中間襯墊有粘合材料層的情況下嵌入到內(nèi)壁的沉凹中；以及，所述支承結(jié)構(gòu)是成形在傳力元件的盤體上和/或橋接部中。
[0005]首先，提供了一種能夠簡單制造的并且同時足夠堅實的傳力元件或者說連接元件，因為該元件實際上僅僅由金屬材料構(gòu)成或者說由這樣的材料成形。然而在必要時為了防止腐蝕可能需要對金屬傳力元件的表面進行涂層，也就是說，覆上合適的保護層。但對于這種(因此并不是由金屬與非金屬的組合構(gòu)造而成的)傳力元件的金屬基本材料，這一點并不帶來任何變化。
[0006]在傳力元件的該金屬材料或者表面涂層與塑料結(jié)構(gòu)件的纖維增強塑料材料之間的粘合連接可以同樣簡單地實現(xiàn)，并且由于在塑料構(gòu)件的兩個彼此鄰近的壁的沉凹(所述沉凹可以由直圓錐構(gòu)成)中有兩個例如截錐狀的連接區(qū)域之故，該粘合連接已經(jīng)是充分可靠地堅固了。而如果截錐狀的連接區(qū)域由具有橢圓形底面的錐體或者由斜錐體構(gòu)成的話，那么由此便可以實現(xiàn)傳力元件相對塑料構(gòu)件的進一步提高的抗扭性。如果這種提高的抗扭性不是必要，則也可以在截球形沉凹與傳力元件的盤體或相應(yīng)地相匹配地成形為截球體的部段之間設(shè)置一種截球形的連接區(qū)域來代替截錐狀的連接區(qū)域，其中，這樣的截球形狀可以比較容易地實現(xiàn)。在此方面，還應(yīng)該提到另外一個優(yōu)點，該優(yōu)點由傳力元件與塑料構(gòu)件或者說成型在其壁中的沉凹之間的連接區(qū)域的截錐體形狀或者截球形狀而產(chǎn)生，即粘合面得以明顯擴大，就是說，粘合材料層能在其內(nèi)起作用的面積得以明顯擴大。
[0007]傳力元件的盤體(該盤體位于塑料構(gòu)件的鄰近待固定部件的外壁的截錐狀或截球形沉凹內(nèi))附加地以其邊緣區(qū)域在沉凹的周圍區(qū)域內(nèi)壓放于這個外壁上，從而，傳力元件同樣為了導(dǎo)入或者承受力矩而穩(wěn)定地支撐在塑料構(gòu)件上或者至少是支承在其外壁上。在此，本發(fā)明的傳力元件可以簡單地置入具有至少兩個彼此鄰近的且至少大致平行的壁的相應(yīng)塑料構(gòu)件中，方式是:使其終端部段(該終端部段配置于內(nèi)壁中的沉凹)穿過外壁(該外壁在用于傳力元件或其盤體的沉凹內(nèi)具有一個相應(yīng)的通孔)能夠在中間襯墊有粘合材料層的情況下被弓丨入內(nèi)壁的沉凹中。
[0008]針對用于待固定或支撐在塑料構(gòu)件上的所述其他部件的支承結(jié)構(gòu)，要么這個支承結(jié)構(gòu)可以由傳力元件的盤體本身構(gòu)成，要么可以將一緊固件成型于該盤體上，和/或傳力元件的所述橋接部可以作為緊固件成型出來，例如通過下述方式:將該橋接部構(gòu)造成中空的并且設(shè)置有用于接納緊固螺栓的螺紋。當然，傳力元件的盤體和終端部段也可以通過多個橋接部或類似結(jié)構(gòu)相互連接。
[0009]所附原理示意圖示出了本發(fā)明的連接設(shè)置單元的剖視圖。其中，這里為雙殼式的、此外未進一步示出的塑料構(gòu)件I的外壁標記為附圖標記Ia以及內(nèi)壁標記為附圖標記Ib,該塑料構(gòu)件可以是機動車(轎車)的一個由纖維增強塑料成型的車身結(jié)構(gòu)件。一個傳力元件2通過粘接固定在該塑料構(gòu)件I上，在傳力元件上，通過此傳力元件2的一個所謂的支承結(jié)構(gòu)可以固定一個其他部件，使得這個未示出的其他部件穩(wěn)固地以及同時保證良好力傳遞地通過所述傳力元件2與塑料構(gòu)件I相連接。該其他部件例如可以是機動車的轉(zhuǎn)向架(Fahrschemel,副車架)，引導(dǎo)車輪的導(dǎo)桿鉸接在其上。當然，所述轉(zhuǎn)向架或者一般地說所述其他部件和車身結(jié)構(gòu)件或者塑料構(gòu)件I于是就通過大量這樣的傳力元件2彼此連接。
[0010]為了接納傳力元件2，在每個壁la、lb中設(shè)置或成型有一個沉凹3 (在外壁Ia中)或一個沉凹4(在內(nèi)壁Ib中)，其中，塑料構(gòu)件I的與前述通過傳力元件2固定于該塑料構(gòu)件I上的其他部件鄰接的那個壁被稱為外壁la。塑料構(gòu)件I的內(nèi)壁Ib于是便位于外壁Ia的背向所說其他部件的一側(cè)。所述沉凹3、4中的每一個當前是截錐狀的并且在本實施例中構(gòu)造為呈直圓錐體的形式，因而是旋轉(zhuǎn)對稱的。傳力元件2在這些沉凹3、4中與塑料構(gòu)件2粘合在一起，其中，相應(yīng)的粘合材料層標記為附圖標記5。
[0011]除了在必要時設(shè)置的表面涂層之外由金屬材料構(gòu)成的傳力元件2具有一個與內(nèi)壁Ib中的沉凹4相匹配的且準確配合地粘貼在該沉凹4內(nèi)的終端部段2b，對此參見粘合材料層5。這個當前因此同樣為截錐狀的終端部段2b通過橋接部2c與傳力元件2的匹配于外壁Ia中的沉凹3的一個盤體2a相連接。這個在沉凹3中利用粘合材料層5粘合到外壁Ia上的盤體2a被如此地成形，S卩，使它貼靠在截錐狀沉凹3的錐體壁上并因此至少在其面向外壁Ia的一側(cè)上同樣具有截錐體形狀。這里，盤體2a幾乎實際上完全地與沉凹3的形狀相匹配，方式為:不僅僅是盤體2a的面向壁Ia的那側(cè)遵循沉凹3的形狀，而且該盤體2a的背向所述外壁Ia的那側(cè)也被如此成形。但后者并不是必不可少的特征。而本發(fā)明重要的是:盤體2a邊緣區(qū)域R在沉凹4的周圍區(qū)域內(nèi)(也就是說在該沉凹外部并且按本例呈圓環(huán)形地圍繞著該沉凹)粘貼在外壁Ia上，對此參見粘合材料層5。沉凹4的錐體壁此外按本例相對于外壁I的這個平坦的周圍區(qū)域以數(shù)量級為45°的角度傾斜延伸，以便在粘合連接接合時避免出現(xiàn)粘合材料層的剪應(yīng)力。
[0012]在粘合材料層5被敷設(shè)于沉凹3、4中以及敷設(shè)于那里的沉凹3的周圍區(qū)域內(nèi)的外壁I上之后，傳力元件2就可以從外面按照箭頭方向P插入到塑料構(gòu)件I中。通過在外壁的沉凹3的底部中設(shè)置足夠大的通口 D，帶有橋接部2c的傳力元件2的終端部段2b就能從外面被引導(dǎo)穿過這個通口 D并進而穿過外壁la，被嵌入到內(nèi)壁Ib中的沉凹4內(nèi)。在此特別有益的是:各個構(gòu)件尺寸的小的容許偏差以及位置公差能夠通過具有一定厚度且在接合時可彈塑變形的粘合材料層5得到補償。
[0013]針對設(shè)置在傳力元件2上的支承結(jié)構(gòu)一該支承結(jié)構(gòu)用于要通過此傳力元件2與塑料構(gòu)件I連接的、未被示出然而業(yè)已多次述及的其他部件(例如轉(zhuǎn)向架)，那么這個支承結(jié)構(gòu)按本例尤其是由橋接部2c所構(gòu)成，其中，盤體2a同時起到支承結(jié)構(gòu)的作用。如所示出的那樣，由于在橋接部2c中制有一個沿其縱向延伸的孔B并且在這個孔內(nèi)制有螺紋，因而可以往這個中空的橋接部2c中旋入或一般地說置入一個緊固螺釘(或一般地說是緊固件)。在這個未示出的緊固螺釘?shù)念^部與盤體2a的圍繞著橋接部2c中的孔的進入口的表面O之間，可以夾緊固定一個環(huán)耳或者所述其他部件的一個其他合適地構(gòu)造的部段。
【權(quán)利要求】
1.塑料構(gòu)件(I)與其他部件之間的連接設(shè)置單元，所述塑料構(gòu)件具有至少兩個彼此鄰近的且至少大致平行的壁(la，Ib)，該連接設(shè)置單元包括至少一個傳力元件(2)，所述傳力元件通過在所述塑料構(gòu)件(I)上的粘合連接(5)在所述塑料構(gòu)件(I)的彼此鄰近的壁(la, lb)中的截錐狀或者截球形沉凹(3,4)內(nèi)與該塑料構(gòu)件粘合在一起，該傳力元件具有或構(gòu)成用于所述其他部件的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述傳力元件(2)除了在必要時設(shè)置的涂層之外僅僅由金屬材料構(gòu)成，該傳力元件具有一盤體(2a)，所述盤體與在所述塑料構(gòu)件(I)的鄰近于所述其他部件的外壁(Ia)中的截錐狀或截球形沉凹(3)相匹配并且因而在該沉凹(3)內(nèi)在中間襯墊有粘合材料層(5)的情況下貼靠于所述塑料構(gòu)件(I)的壁上，該盤體的邊緣(R)在中間襯墊有粘合材料(5)的情況下在所述沉凹(3)的周圍區(qū)域內(nèi)壓放于外壁(Ia)上，其中，所述盤體(2a)通過橋接部(2c)連接于所述傳力元件(2)的與塑料構(gòu)件(I)的另外的內(nèi)壁(Ib)中的截錐狀或截球形沉凹(4)相匹配的終端部段(2b)，并且所述外壁(Ia)中的沉凹(3)至少如此地?zé)o底構(gòu)造，即，使所述傳力元件(2)的終端部段(2b)能夠穿過外壁(Ia)在中間襯墊有粘合材料層(5)的情況下嵌入到內(nèi)壁(Ib)的沉凹(4)中；以及，所述支承結(jié)構(gòu)成形在所述傳力元件(2)的盤體(2a)上和/或橋接部(2c)中。
2.如權(quán)利要求1所述的連接設(shè)置單元，其特征在于:所述支承結(jié)構(gòu)由為接納緊固件而構(gòu)造成中空的橋接部(2c)構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的連接設(shè)置單元，其特征在于:所述盤體(2a)的背向所述外壁(Ia)的那側(cè)同樣是截錐狀的或截球形的。
【文檔編號】F16B11/00GK103890415SQ201280052502
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月17日
【發(fā)明者】M·施坦格爾 申請人:寶馬股份公司