CN102795072A - 用于机动车的车桥托架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的车桥托架，其由上桥壳和下桥壳组成，上桥壳和下桥壳被相互连接起来并且在它们之间形成至少一个至少分段地用硬化的材料充填的空腔，其中，所述上桥壳（2）和下桥壳（3）由用纤维材料（6）加强的热塑性塑料（4）制成。

Description

用于机动车的车桥托架

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的车桥托架/车桥梁

其由上桥壳（Oberschale）和下桥壳（Unterschale）组成，上桥壳和下桥壳相互连接并且在它们之间形成至少一个至少分段地用硬化的材料充填的空腔。

背景技术

已知的车桥托架或者由钢或者由铝制造。这可以或者借助于两个被连接的半桥壳，即上桥壳和下桥壳实现，或者通过成形技术由管材制造。由DE102004055100A1已知一个由相互连接的半桥壳制成的车桥托架的实例。在那里使用两个由钢板制成的同类型配置的桥壳，两个桥壳在相同的配置下用泡沫粘合剂相互粘接起来。尤其是两个半桥壳的相同的结构是有利的，因为只有很小的用于制造桥壳的工具成本。这是可能的，因为两个桥壳仅仅通过粘合泡沫被相互连接起来，其中，该结构在缘边侧处是敞开的，也就是说，桥壳没有任何重叠的或相互连接的缘边。

由于桥壳是由金属制成的，因此已知的车桥托架具有可观的重量。此外的问题是，可能的固定机构如肘托（悬臂）和类似物必须单独地固定在车桥托架上。

发明内容

本发明的目的因此在于提出一种车桥托架，它一方面减小了重量，但是另一方面在造型（成型）方面具有大的自由度。

为了实现这个目的，按照本发明，在一种开头所述类型的车桥托架中规定，上桥壳和下桥壳由用纤维材料加强的热塑性或热固性塑料制成。

与至今为止已知的车桥托架不同，在按照本发明的车桥托架中，不仅上桥壳而且下桥壳都是由热塑性或热固性塑料制造的，该塑料用纤维材料，即引入塑料材料中的纤维加强，以赋予塑料所需的稳定性。与钢制桥壳相比，由纤维加强的塑料制造的桥壳的优点是可以实现显著的重量减小。另一个相当大的优点是，在用在加工状态下液态的材料，即可注塑或可浇注的塑料和同样还可弯曲的纤维或用由于提高的温度而被软化的、带有集成一体的纤维的塑料板制成桥壳之后，各个桥壳的造型可以在很大的程度上改变。也就是说，实现了在各桥壳上形成需要的形状，例如肘托形式的固定机构、用于加强的腹板（连接板），等等，它们就使用目的或更确切地说就机械的性能或要求而言是必要的。由于在按照本发明的车桥托架中在上桥壳和下桥壳之间形成的空腔也至少分段地（分区段地）用硬化的材料充填，因此也可以通过使用相应的充填材料实现希望的刚度。这样在按照本发明的车桥托架中存在这样的可能性，即，一方面通过选择使用的热塑性塑料或热固性塑料，另一方面也通过选择使用的纤维材料或者说纤维铺放，不仅通过相应地设计桥壳、机械性能，而且通过相应地选择使用的充填剂以及空腔充填的程度，尤其是在抗弯刚度和抗扭刚度方面按照给定的要求控制（形成）机械性能。当然也存在可能性，即在桥壳上形成相应的缘边，沿着这些缘边可以将两个桥壳本身直接地相互连接起来，这可以通过对热塑性的基础材料的简单的焊接或粘结或对热固性的基础材料的粘结实现。也就是说，由此形成一个封闭的空腔结构，它的一个空腔或它的多个空腔至少被分段地充填，该空腔结构是足够刚性的、它的制造是简单的、按照重量被优化并且在它的造型上也被优化。

作为纤维材料可以优选使用玻璃纤维，其中当然也可以使用碳纤维。同样可以使用其它的纤维例如聚乙烯纤维或芳族聚酰胺纤维，即有机纤维，或陶瓷纤维，即无机纤维。

纤维材料优选以网垫的形式置入，另外，也可以置入松散的纤维。例如，作为热塑性的初始材料可以使用塑料板，其具有埋置的纤维网垫或松散的纤维，后者通过在两个塑料层之间进行滚压而被置入。这种塑料板然后可以在热成形工艺过程中被模压或深拉制成希望的形状。原则上也可以设想使用浇注的网垫或者松散的纤维通过压铸（注）或浇注进行制造。

作为热塑性塑料例如可以使用PES，PPS，PC，POM或PEEK。作为热固性塑料可以使用环氧树脂（EP），三聚氰胺树脂（MF），酚醛树脂（PF），聚酯树脂（UP），聚酰亚胺树脂（PI）或硅树脂（SI）。

按照一个特别有利的发明设计方案，可以在上桥壳和/或下桥壳上设置多个朝着分别相对置的桥壳突出的壁段，借助于这些壁段将空腔分成多个分开的空腔区段，该空腔区段中的至少一部分用硬化的材料充填。这些壁段具有两种功能。一方面，只要例如在纵梁的区域中设置分开的空腔或类似结构，那么在桥壳之间形成的这个空腔或在桥壳之间形成的这些空腔被分开成相应的单独的空腔区段，即因此被划分成一些较小的容积。现在存在这样的可能性，即用待硬化的材料充填这些空腔区段，即因此局部地调整刚度。自然也可以充填所有的空腔。但是，这些壁段此外也可以用于附加的加强作用，因为它们优选横向于空腔或空腔区段的相应纵向延伸。壁段可以设置在两个桥壳上，因此在桥壳组装之后它们相互贴靠在一起并且互相补充形成完整的壁。但是也可以考虑将它们只设置在一个桥壳上，并且如此地设计，使得它们在装配位置上贴靠在相对置的桥壳面上。壁段或壁可以与各相对置的壁段或桥壳面焊接或粘接起来，即固定地连接，因此相应的由此限界的空腔区段被完全封闭。

空腔本身可以设置在两个侧向的纵梁和连接该纵梁的横梁的区域中，其中，壁段优选横向于空腔的纵向延伸，因此空腔区段被相互并排地布置。这些壁段因此在对应的空腔的并且由此也在对应的梁的相应的延长部的横向上延伸，从而它们起到非常好的加强作用。在壁段的空间位置的定向上，也可以考虑引入到装配位置上的力的数值和/或其方向，也就是说，只要出于强度或刚度原因上的考虑是适宜的，那么壁段尤其在承载较大的区域中也可以相应地相对于梁纵向倾斜地延伸。

此外，由按照本发明用纤维加强的塑料制造桥壳而产生的壁段的另一个优点是，它们也可以构造在作为力的引入点需要特别的机械稳定的一些部位上。也就是说，在设计相应的桥壳时，它们因此可以被定位在需要良好的力支承的部位。

硬化的材料本身可以是发泡的塑料，其中，为此优选使用聚氨酯。但是，代替聚氨酯泡沫，也可以使用不同的要硬化（固化）的或被硬化的材料，例如环氧树脂或金属泡沫或类似物。

如已经说明的那样，按照本发明的车桥托架的特点在于桥壳设计的高的形状可变化性。这使得能够特别有利地在上桥壳和/或下桥壳上整体地形成用于连接车桥托架的固定机构，亦即使该固定机构一体地构造在桥壳上。与现有技术不同，有利地不需要单独地安装这种固定机构。

按照本发明的车桥托架的另一个显著的优点是，它也具有良好的减振性能。与由金属制成的车桥托架相比，例如后桥传动机构或行驶路面的可能的冲动（振动）激发被更好地抑制并且防止在车桥托架中的可能的支承变化（Lagervariationen）以及可能使用可能的动态减振器和类似物。由于是用塑料制造的，因此也不需要任何用于可能的防止腐蚀的措施。

附图说明

本发明的其它优点、特征和细节由以下描述的实施例以及依据附图给出。附图中:

图1示出了按照本发明的车桥托架的一个透视图，

图2示出了下桥壳的内侧面的一个透视图，

图3示出了上桥壳的内侧面的一个透视图，

图4示出了图3中的区域IV的放大详图，以及

图5示出了图1中的车桥托架沿着线V-V方向的一个剖视图作为原理图。

具体实施方式

图1示出了按照本发明的车桥托架1，其由上桥壳2和下桥壳3组成，如在图2和3详细示出的那样。两个桥壳2，3由用浇铸或注塑或模压工艺加工的热塑性塑料4制成，该塑料分别通过纤维材料6加强（参见图5）。这种纤维材料6优选是玻璃纤维网/纤维毡7，该玻璃纤维网被完全埋入热塑性塑料4中。备选地，也可以使用热固性塑料作为基础材料来替代热塑性塑料。

用可在液态下或软化下加工的塑料进行制造，通过相应的设计加工模子，可实现在桥壳上－在此处优选是上桥壳2－在顶面侧一体地形成固定机构8，例如肘托9，因此（桥壳）整体地只由塑料4－必要时也被纤维加强地－形成。当然，特别是参见图1，任何其它的造型也是可能的并且尤其也可以形成任意的辐条状（Radien）和类似结构。

图1仅仅示出了这种按照本发明的车桥托架1的一个实施例。在示出的示例中，车桥托架1由两个纵梁10，11组成，它们通过两个横梁12，13相互连接起来。各纵梁10，11的端部稍微倾斜地向外突出，其中，只要造型符合要安装该车桥托架的机动车的结构上的给定条件，该造型当然可以是任意的。当然也可以设想只设置一个横梁和其它类似结构。

图2示出了下桥壳3的朝着其内侧面看的透视图。在描述的实施例中，下桥壳3在纵梁10，11区域具有缘边14，其中，缘边14也界定了横梁13。由此形成一凹部15，该凹部如图2所示基本上在纵梁的长度上以及在横梁13上并且也部分地在横梁12的区域中延伸。

图3示出了上桥壳2的朝着内侧面看的相应的透视图。图3也在纵梁10，11的区域中示出了相应的缘边16，该缘边也延伸到横梁13的区域中。也就是说，在此也形成通过缘边16限界的凹部17。缘边16或凹部17的走向可以与下桥壳3的凹部15完全一致，但不是必须的。

在此示出的上桥壳2的主要特征是，在示出的示例中在纵梁10，11的区域中分别设置多个壁段18，该壁段将凹部17分成多个分开的区段17a。这些壁段在示出的示例中构造成突出的腹板（连接片），它们在缘边16之间延伸并且在组装上桥壳和下桥壳3时朝着下桥壳3方向上突出并且贴靠在那里的配合面上。这些壁段通过合适的连接方法如焊接或粘接与该配合面固定连接。由此在桥壳之间总体上由上桥壳和下桥壳2，3形成的空腔19（通过桥壳的两个凹部15和17限定）也被划分成相应的空腔区段。

壁段18因此用于划分形成的空腔19，它们当然也起加强的作用。由于各桥壳在其造型上可以几乎任意地选择，因此该壁段也可以被定位在任意的位置上，尤其是在作用力被引入的区域中。在示出的示例中，腹板18例如位于这样的区域中，其中固定机构8，在此处即肘托9，被成形在相对的桥壳一侧上。

参见图5，为了进一步加强，在桥壳2，3之间形成的空腔19中充填硬化的材料20。这种用于提高刚度的材料例如可以是硬化的聚氨酯泡沫。在上桥壳2与下桥壳3连接期间，该连接在相互贴靠的相对置的缘边14和16的区域中通过焊接实现，这可以通过简单的塑料焊接工艺来实施，该材料20被引入到空腔19中或更确切地说被引入到各单独的、通过形成壁段18而产生的空腔区段中。在此情况下当然也可以设想，依据壁段18的布置或走向和数量以及由此产生的空腔区段的布置和数量的情况，也可以只部分地充填该空腔区段――这要视车桥托架应该具有怎样的刚度而定。

代替聚氨酯泡沫，当然也可以使用其它不同的可硬化的材料例如金属泡沫或环氧树脂或类似物来充填空腔。

原则上在按照本发明的车桥托架中存在已经通过材料选择影响其刚度的可能性。由于可以使用不同的热塑性塑料来形成构成相应桥壳2，3的塑料基质，因此作为纤维材料，也可以使用不同的纤维种类，例如玻璃纤维，碳纤维或芳族聚酰胺纤维，最好是网垫的形式。其中，网垫的使用也不是绝对必要的，而是也可以使用简单的轴向纤维/织物（Axialgelege）。

此外也存在这样的可能性，即在充填空腔区段的材料中，例如PU泡沫，也添加进一步提高其刚度的添加材料/骨料，例如形式为短纤维，诸如短的玻璃纤维或碳纤维，从而由此泡沫也被纤维加强或由此调整其机械性能。可以使用与加强桥壳所用的纤维相同的纤维。

Claims (12)

1.一种用于机动车的车桥托架，包括上桥壳和下桥壳，上桥壳和下桥壳被相互连接起来并且在它们之间形成至少一个至少分段地用硬化的材料充填的空腔，其特征在于，所述上桥壳（2）和下桥壳（3）由用纤维材料（6）加强的热塑性或热固性塑料（4）制成。

2.根据权利要求1所述的车桥托架，其特征在于，所述纤维材料（6）是玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维或陶瓷纤维。

3.根据权利要求1或2所述的车桥托架，其特征在于，所述纤维材料（6）以网垫（7）的形式或以松散的纤维的形式被引入。

4.根据上述权利要求中任一项所述的车桥托架，其特征在于，所述热塑性塑料（4）是PES、PPS、PC、POM或PEEK。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的车桥托架，其特征在于，所述热固性塑料（4）是环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂或硅树脂。

6.根据上述权利要求中任一项所述的车桥托架，其特征在于，在上桥壳（2）和/或下桥壳（3）上设有多个分别朝着相对置的桥壳突出的壁段（18），借助于所述壁段将所述空腔（19）划分成多个单独的空腔区段，其中的至少一部分空腔区段用硬化的材料（20）充填。

7.根据权利要求6所述的车桥托架，其特征在于，所述空腔（19）设置在两个侧向的纵梁（10，11）和连接所述纵梁的横梁（13）的区域中。

8.根据上述权利要求中任一项所述的车桥托架，其特征在于，所述硬化的材料（20）是发泡的塑料。

9.根据权利要求8所述的车桥托架，其特征在于，所述发泡的塑料是聚氨酯。

10.根据上述权利要求中任一项所述的车桥托架，其特征在于，所述硬化的材料也用纤维材料加强。

11.根据权利要求10所述的车桥托架，其特征在于，所述纤维材料（6）是玻璃纤维、碳纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维或陶瓷纤维。

12.根据上述权利要求中任一项所述的车桥托架，其特征在于，在上桥壳（2）和/或下桥壳（3）上一体地成形有用于连接车桥托架（1）的固定机构（8）。

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