專利名稱：用于機動車輛的結(jié)構元件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的結(jié)構元件，該類型結(jié)構元件包括
-一第一金屬主體，其是伸長、中空的并具有封閉的橫截面；
-一第二塑料材料主體，其是連續(xù)的，并被復合模制在所述第一金屬主體上，所述第二塑料材料主體包括至少兩個環(huán)繞所述第一金屬主體的套環(huán)，所述套環(huán)縱向地隔開。
背景技術：
WO 2004/056610公開了一種用于機動車輛的結(jié)構元件，其包括一金屬管和一復合模制于該管上的塑料材料主體。塑料材料主體一方面通過位于管內(nèi)部且穿過管開口形成的塑料材料鈕件、另一方面通過環(huán)繞管的部分，與管連接。
然而，塑料材料主體與管的連接一方面需要第一開口，以使管內(nèi)部的鈕件通過，且另一方面需要處于第一開口對面的第二開口，以允許模子的可動部分插入到管內(nèi)，以便在管內(nèi)部形成鈕件。
這些第一開口和第二開口減弱了結(jié)構元件在其整體上的機械強度。此外，由于模子包括可動部分，因而制造還需要一復雜的模子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有改進強度且制造簡便的結(jié)構元件。
為此，本發(fā)明提出一種前述類型的結(jié)構元件，其特征在于，在所述第一金屬主體的每個橫截面內(nèi)，所述第二塑料材料主體完全處在所述第一金屬主體的輪廓外部，且每個套環(huán)的軸向長度與套環(huán)之間的縱向距離之比小于1。
根據(jù)一些其它實施方式，結(jié)構元件包括如下特征中的一個或多個特征，所述特征可單獨地或者按照任何技術上可能的方式進行組合[10]-每個套環(huán)被復合模制于所述第一金屬主體的一圓形橫截面部分上；[11]-除所述第一金屬主體的上面復合模制有所述套環(huán)的區(qū)段以外，所述第一金屬主體還具有非圓形橫截面；以及[12]-每個套環(huán)的軸向長度與套環(huán)之間的縱向距離之比小于0.6。
本發(fā)明也涉及包括一如上定義的結(jié)構元件的機動車輛。
本發(fā)明也涉及結(jié)構元件的制造方法，該結(jié)構元件包括一第一金屬主體，其是伸長、中空的并具有封閉的橫截面；和一第二塑料材料主體，其是連續(xù)的，并被復合模制在所述第一金屬主體上，在所述方法中，通過將所述第二塑料材料主體的至少兩個縱向隔開的套環(huán)復合模制于所述第一金屬主體上，來使所述第二塑料材料主體連接在所述第一金屬主體上，每個套環(huán)環(huán)繞所述第一金屬主體，其特征在于，在所述第一金屬主體的每個橫截面內(nèi)，所述第二塑料材料主體完全處在所述第一金屬主體的輪廓外部，且每個套環(huán)的軸向長度與套環(huán)之間的縱向距離之比小于1。
根據(jù)一些其他實施方式，此方法包括如下特征中的一個或多個特征，所述特征可單獨地或者按照任何技術上可能的方式進行組合[16]-將每個套環(huán)復合模制于所述第一金屬主體的一圓形橫截面部分上；[17]-將每個套環(huán)復合模制于距模腔邊緣一縱向距離處，從而對于該邊緣的一套環(huán)長度與該套環(huán)到該邊緣的距離之比大于0.3；[18]-一套環(huán)長度與該套環(huán)和模腔的一鄰近邊緣之間的縱向距離之比大于0.4；以及[19]-每個套環(huán)的軸向長度與套環(huán)之間的縱向距離之比小于0.6。


參照附圖閱讀下面僅作為舉例進行的說明，將能夠更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，附圖中[21]-圖1和圖2分別為符合本發(fā)明的一結(jié)構元件的正面圖和透視圖； -圖3是圖1中區(qū)域III的局部放大圖；以及[23]-圖4和圖5是圖1中的結(jié)構元件按IV-IV和V-V的截面圖。
具體實施例方式在下文中，取向為機動車輛的通常取向。
因此，術語“前”、“后”、“側(cè)”、“右”、“左”、“水平”、“垂直”、“上”和“下”，均指相對于駕駛員的位置和如圖2中的箭頭“S”所示的車輛前行移動方向而言的。
參照圖1和圖3，結(jié)構元件2具有一金屬管狀的上梁桿4，該梁桿沿梁桿4的一縱向線L基本水平地伸長；和兩個塑料材料的側(cè)立柱6，它們基本垂直地延伸。
兩個立柱6互相側(cè)向地間隔開，且從梁桿4向下延伸。
一個這樣的結(jié)構元件2構成機動車輛的一前表面，且被用于安裝在一機動車輛的前部，以支撐不同的設備如光學模塊、電動風扇組、散熱器、冷凝器等。
因此，立柱6在它們之間限定一中央空間8，該空間容納例如一散熱器、一冷凝器和一電動風扇組。
同樣地，梁桿4的端部分10與立柱6的向外側(cè)向延伸的支撐板12一起確定光學模塊接納空間14。
梁桿4包括一側(cè)向延伸的中間部分16，端部分10相對中間部分16向后傾斜。因此，線L是彎曲的。作為變型，線L是筆直的。
每個立柱6在其上端部包括一連接部分18，其將立柱6連接至梁桿4的一對應區(qū)段20，該區(qū)段縱向地位于所述端部分10之一和中央部分16之間。區(qū)段20側(cè)向地間隔開。
每個連接部分18包括一組套環(huán)24，這里總計為6個，這些套環(huán)沿線L間隔開，每個套環(huán)24環(huán)繞對應區(qū)段20；以及板26，所述每個板26從一對應套環(huán)24起向下垂直延伸，以便把該套環(huán)和立柱6的其余部分連接在一起。
每個立柱6是連續(xù)的。因此，每個立柱6是一整體件，且其不同部分源于彼此的材料。尤其是，每個立柱6的套環(huán)24是源于彼此材料的。
梁桿4在橫截面上具有一封閉輪廓。梁桿4因此具有很高的機械強度。
如圖4和圖5所示，梁桿4在每個區(qū)段20中具有一圓形橫截面(圖4)，且除區(qū)段20以外，還具有一非圓形的橫截面(圖5)，這里其為梯形。在端部分10中和中間部分16中，橫截面為非圓形的。
每個區(qū)段20具有一恒定的橫截面。作為變型，一區(qū)段20包括具有圓形橫截面的復制模段，這些復制模段由不同截面、例如非圓形截面的中間段分隔開，一套環(huán)復合模制于每個復制模段上。
如圖4所示，每個套環(huán)24、且更一般地每個立柱6，在對應區(qū)段20的每個橫截面內(nèi)，延伸在所述區(qū)段20的輪廓以外。
每個立柱6因此復合模制在對應區(qū)段20的外部上，而無需在區(qū)段20中于內(nèi)部和外部之間形成開口。
梁桿4整體上沒有開口，尤其是在區(qū)段20上。梁桿4需要時配設有固定孔22，所述孔將附件固定在梁桿上，但這些孔22尺寸微小，且位于區(qū)段20以外。
梁桿4由例如鋁制成，在這種情況下，其厚度為2mm至4mm，梁桿或由鋼制成，在這種情況下，其厚度為1mm至2.5mm。
如圖3中能更好地看出的——該圖示出右立柱6(在圖1和圖2左側(cè))的部分18，立柱6的套環(huán)24具有縱向長度l，這里各套環(huán)的縱向長度是相同的。
每個套環(huán)24與相鄰套環(huán)或相鄰多個套環(huán)24中的每一個隔開某一縱向距離e或e1。
根據(jù)元件2的一種制造方法，在第一形成梁桿4的階段，以這樣的方式利用一大致圓形截面——其與區(qū)段20的截面相同——的柱形管制成梁桿4將所述管放置于一液壓成型模(moule d′hydroformage)中；并通過在管內(nèi)部施加一均勻的壓力，而使該管向外徑向變形，以便根據(jù)所希望的梁桿4的硬度，在除區(qū)段20外，還賦予其一不同的截面。
在第二形成立柱6的階段，如圖3所示，將梁桿4置于一模腔中，所述模腔靠近立柱6的部分18的邊緣30以示意方式由點劃線C表示，并將塑料材料在壓力下注入模腔中，以形成整體式立柱6。
邊緣30限定模腔的內(nèi)部和外部之間的密閉界線。
每個部分18包括側(cè)套環(huán)24，部分18的其他套環(huán)24位于這些側(cè)套環(huán)之間。每個側(cè)套環(huán)24與一最靠近邊緣30縱向地隔開一縱向距離d。
可在一個包括一用于每個立柱6的腔的模子中同時形成所述立柱6，或者在兩個連續(xù)的階段過程中形成立柱6。
在復合模制立柱6時，存在這樣的危險在塑料材料于中空梁桿4的外表面上所施加的高壓力作用下，梁桿4可能被壓壞。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，立柱6的每個套環(huán)24的長度l與立柱6上該套環(huán)24和相鄰的一個或多個套環(huán)24中每一個之間的距離e或e1之比R小于1。在鋼制梁桿的情況下，比R優(yōu)選小于0.6。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，每個側(cè)套環(huán)24的長度l與最靠近邊緣30的縱向距離d之比F大于0.3，且優(yōu)選大于0.4，特別是在鋼制的情況下。
考慮比R和/或F使得壓壞的風險受到限制，同時保證塑料材料充分覆蓋梁桿4，以便確保每個立柱6令人滿意地連接于梁桿4。
優(yōu)選的是，比R大于0.2，以確保每個立柱6和梁桿4之間令人滿意的連接。
所獲得的塑料材料和梁桿4之間的黏結(jié)力可避免每個套環(huán)24相對相應區(qū)段20繞線L發(fā)生轉(zhuǎn)動。
僅通過在外部環(huán)繞梁桿4的套環(huán)24將每個立柱6連接至梁桿4，這可避免形成開口，特別是避免在區(qū)段20中形成開口，這樣可保持梁桿4的強度。復合模制套環(huán)24實現(xiàn)簡便，無需插入到梁桿4內(nèi)部的模子部分。
將套環(huán)24復合模制在具有圓形截面的區(qū)段20上，這允許在復合模制過程中徑向均勻分配壓力作用，從而進一步降低壓壞的風險，且便于制造。
在所示出的實施例中，邊緣30位于區(qū)段20的縱向端部，靠近圓形截面(區(qū)段20)和非圓形截面(梯形)之間的過渡區(qū)。邊緣30垂直于一圓形截面。因此，只有區(qū)段20被插在模腔中，而所述區(qū)段20具有特別抗外部壓力的圓形截面。
因此借助本發(fā)明，獲得一種“混合式”結(jié)構元件，即該結(jié)構元件由金屬和復合模制于金屬上的塑料材料構成，且其能夠被簡便地獲得，并具有令人滿意的強度。
本發(fā)明適用于前表面，且更普遍地適用于機動車輛中的任何結(jié)構元件。
權利要求
1.用于機動車輛的結(jié)構元件，所述類型的結(jié)構元件包括-一第一金屬主體(4)，其是拉長、中空的并具有封閉的橫截面；-一第二塑料材料主體(6)，其是連續(xù)的，并被復合模制在所述第一金屬主體(4)上，所述第二塑料材料主體(6)包括至少兩個環(huán)繞所述第一金屬主體(4)的套環(huán)(24)，所述套環(huán)(24)縱向地隔開，所述第二塑料材料主體(6)是一立柱，其特征在于，在所述第一金屬主體(4)的每個橫截面內(nèi)，所述第二塑料材料主體(6)完全處在所述第一金屬主體(4)的輪廓外部，且每個套環(huán)的軸向長度(l)與套環(huán)之間的縱向距離(e，e1)之比小于1。
2.如權利要求1所述的結(jié)構元件，其特征在于，每個套環(huán)(24)被復合模制于所述第一金屬主體(4)的一圓形橫截面部分(20)上。
3.如權利要求2所述的結(jié)構元件，其特征為，除所述第一金屬主體的上面復合模制有所述套環(huán)(24)的區(qū)段(20)以外，所述第一金屬主體(4)還具有非圓形橫截面。
4.如上述權利要求中任一項所述的結(jié)構元件，其特征為，每個套環(huán)(24)的軸向長度(l)與套環(huán)(24)之間的縱向距離(e，e1)之比小于0.6。
5.機動車輛，其包括如上述權利要求中任一項所述的一結(jié)構元件。
6.結(jié)構元件制造方法，該結(jié)構元件(2)包括一第一金屬主體(4)，其是伸長、中空的并具有封閉的橫截面；和一第二塑料材料主體(6)，其是連續(xù)的，并被復合模制在所述第一金屬主體(4)上，所述第二塑料材料主體(6)是一立柱，在所述方法中，通過將所述第二塑料材料主體(6)的至少兩個縱向隔開的套環(huán)(24)復合模制于所述第一金屬主體上，來使所述第二塑料材料主體(6)連接在所述第一金屬主體(4)上，每個套環(huán)(24)環(huán)繞所述第一金屬主體(4)，其特征在于，在所述第一金屬主體(4)的每個橫截面內(nèi)，所述第二塑料材料主體(6)完全處在所述第一金屬主體(4)的輪廓外部，且每個套環(huán)(24)的軸向長度(l)與套環(huán)之間的縱向距離(e，e1)之比小于1。
7.如權利要求6所述的方法，其特征為，將每個套環(huán)(24)復合模制于所述第一金屬主體(4)的一圓形橫截面部分(20)上。
8.如權利要求7所述的方法，其特征為，將每個套環(huán)(24)復合模制于距模腔邊緣(30)一縱向距離(d)處，從而對于該邊緣(30)的一套環(huán)(24)長度(l)與該套環(huán)到該邊緣(30)的距離之比(F)大于0.3。
9.如權利要求8所述的方法，其特征為，一套環(huán)(24)長度(l)與該套環(huán)(24)和模腔的一鄰近邊緣(30)之間的縱向距離(d)之比(F)大于0.4。
10.如權利要求6至9中任一項所述的方法，其特征為，每個套環(huán)(24)的軸向長度(l)與套環(huán)(24)之間的縱向距離(e或e1)之比(R)小于0.6。
全文摘要
所述類型的結(jié)構元件(2)包括一第一金屬主體(4)，其是伸長、中空的并具有封閉截面；一第二塑料材料主體(6)，其是連續(xù)的，并被復合模制在所述第一金屬主體(4)上，所述第二塑料材料主體(6)包括至少兩個環(huán)繞所述第一金屬主體(4)的套環(huán)(24)，所述套環(huán)(24)縱向地隔開。根據(jù)本發(fā)明的一方面，在所述第一金屬主體(4)的每個橫截面內(nèi)，所述第二塑料材料主體(6)完全處在所述第一金屬主體(4)的輪廓外部，且每個套環(huán)(24)的軸向長度與套環(huán)(24)之間的縱向距離之比小于1。所述結(jié)構元件可應用于機動車輛的前表面。
文檔編號F16B12/42GK101092112SQ200710142140
公開日2007年12月26日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權日2006年4月25日
發(fā)明者C·里維埃, C·洛朗, S·貝爾內(nèi) 申請人:佛吉亞汽車前端模塊公司