CN110114232A - 用于机动车的行驶机构部件和用于制造行驶机构部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车的行驶机构部件(112)，其中，该行驶机构部件(112)具有芯模块和包封注塑件(120)，芯模块具有至少一个第一负载引导元件、至少一个第二负载引导元件以及至少一个连接所述至少一个第一负载引导元件和所述至少一个第二负载引导元件的负载传递元件，以及涉及一种用于制造此类行驶机构部件(112)的方法，其中，首先通过接合所述至少一个第一负载引导元件和所述至少一个负载传递元件以及接合所述至少一个负载传递元件和所述至少一个第二负载引导元件制造芯模块，并且接下来包封注塑该芯模块。

Description

用于机动车的行驶机构部件和用于制造行驶机构部件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的行驶机构部件。此外，本发明涉及一种用于制造此类行驶机构部件的方法。

背景技术

由DE 10 2008 046 991 A1已知一种支承负载的纤维复合结构构件，其主要包括精确匹配互锁的、在其间形成空腔的单个元件，所述单个元件由分层纤维半成品制的预成型件制成，其中，结构构件具有复杂的、分支的几何结构。纤维半成品基于碳纤维、玻璃纤维、多纤维、芳族聚酰胺纤维和/或天然纤维。所述纤维在纤维半成品中单向、交叉和/或多轴设置。单个元件具有U形轮廓、整体矩形截面和I形轮廓。在具有U形轮廓的下部单个元件的后部段中，置入件引入到该轮廓中，所述置入件用于从空心箱结构过渡到在后部分中的整体负载导入区域。此外，使用用于加固分支空心箱结构的盖嵌件和连接片嵌件。

此外，由DE 10 2008 046 991 A1已知一种用于集成制造具有复杂的、分支的几何结构的以空心箱构造方式的支承负载用的厚壁纤维复合结构构件的方法，其中：由预成型件构造待制造的结构构件的单个元件，方式为，将纤维半成品逐层铺设在适配于结构构件几何结构的预成型工具上，并且成型使得各单个元件在其纵向延伸上由三个壁界定，单个元件整体构成并且单个元件具有I形轮廓；加工单个元件至它们精确匹配地嵌接；将单个元件嵌接到树脂注入工具中，使得在各单个元件之间形成空腔，其中，向空腔中插入可移除的支承芯；闭合树脂注入工具并且注入和硬化在压力和提高的温度下的树脂系统，以用于构造纤维复合结构构件。

由DE 10 2011 085 029 A1已知一种以纤维复合构造方式的具有一件式构造(没有纤维中断)的稳定器或稳定导杆，其中，横截面几何结构、壁厚以及纤维走向沿轴向和径向方向如此改变，使得满足由供使用的构造空间和可预期的载荷产生的要求。稳定器的主要需要扭转的中间部分具有尽可能圆形的横截面，该横截面具有沿轴向方向变化的、适配于负载导入元件载荷以及位置的直径和壁厚分布，稳定器的主要需要弯曲的端部件(车轮悬架的弯曲载荷以及连接之一和过渡区域)具有适配于组合式扭转和弯曲载荷的横截面形状和壁厚。为了使壁厚适配于限定的负载区域(特别是在弯曲区域中)且适配于负载导入元件，引入纺织置入件和/或加强或减少纤维铺设。

此外，由DE 10 2011 085 029A1已知一种用于制造此类稳定器或稳定导杆的方法，其包括以下步骤：在直的、弹性的以及有轮廓的芯上通过铺设纤维(优选借助编织或缠绕)来生产型坯(预成型件)，将该型坯与芯一起改型为弯曲的几何结构，在其中一个弯曲的几何结构中置入相应成形的、封闭的原型成型/改型工具，在该原型成型/改型工具中将纤维与基质材料连接成层压板，通过填充膨胀材料到芯中而将层压板挤压成最终轮廓，并且接下来将其从原型成型/转型工具中取出。

由DE 10 2013 002 585A1已知一种用于机动车的行驶机构导杆，其包括至少两个用于不同支承元件的支承件容纳部和设置在其间的由纤维增强塑料制成的连接构件，该连接构件利用粘合连接固定在支承件容纳部相应的轴肩上，其中，通过在支承件容纳部和连接构件之间的所述两个粘合连接而不透气密封连接构件的内部空间，以及在内部空间中设有用于检测内部空间中的内部压力的压力传感器，该压力传感器将取决于内部压力的信号馈送给控制单元。

此外，由DE 10 2013 002 585A1已知一种用于制造此类行驶机构导杆的方法，其包括：提供用于不同支承元件的两个支承件容纳部，提供由纤维增强塑料制成的连接构件，将压力传感器固定在其中一个支承件容纳部的轴肩上或者固定在连接构件的内部空间中以用于检测内部空间中的内部压力，将粘合剂施加在支承件容纳部的轴肩上，在制造设备中置入并定向支承件容纳部和连接构件，通过制造设备嵌接支承件容纳部和连接构件，并且在连接构件和支承件容纳部之间建立粘合连接，由此通过在支承件容纳部和连接构件之间的两个粘合连接而不透气密封连接构件的内部空间，并且监控内部压力，并且传递取决于内部压力的信号到控制单元中或控制单元上。

发明内容

本发明的任务在于，在结构上和/或功能上改进开始提及的行驶机构部件。此外，本发明的任务还在于，改进开始提及的方法。

该任务通过具有权利要求1特征的行驶机构部件得以解决。此外，该任务通过具有权利要求11特征的方法得以解决。有利的实施方案和扩展方案是从属权利要求的技术方案。

机动车可以是摩托车。机动车可以是轿车。行驶机构部件可以是后轮平衡杆。行驶机构部件可以是横向导杆。行驶机构部件可以具有杆状形状。行驶机构部件可以具有叉形形状。行驶机构部件可以具有第一部件端部和与第一部件端部相对置的第二部件端部。所述第一部件端部和/或所述第二部件端部可以具有突起的形状。所述第一部件端部和/或所述第二部件端部可以具有叉形形状。

芯模块可以形成可单独制造的结构组件。芯模块可以骨架式地实施。芯模块可以是柔性的。

所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以具有用于与负载传递元件连接的连接部段。该连接部段可以具有粗糙度增加的表面。连接部段可以具有滚花的表面。连接部段可以具有至少一个侧凹部。所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以具有轮毂部段。该轮毂部段可以用于容纳支承件。该轮毂部段可以用于容纳轴线或轴。

所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以具有方形形状。所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以具有套筒形状。

所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以由金属制成。该金属可以是钢合金或铝合金。所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以至少局部地涂漆。所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以至少局部地涂层。所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以电泳浸漆。

所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以具有至少一个另外的功能部段。所述至少一个另外的功能部段可以用于将构件固定在行驶机构部件上。

所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以设置在不同的部件端部上。所述至少一个第一负载引导元件和/或所述至少一个第二负载引导元件可以设置在同一部件端部上。

所述至少一个负载传递元件可以具有第一传递元件端部和与第一传递元件端部相对置的第二传递元件端部。所述第一传递元件端部可以与所述至少一个第一负载引导元件传递负载地连接。所述第二传递元件端部可以与所述至少一个第二负载引导元件传递负载地连接。

所述至少一个负载传递元件可以具有纤维。所述纤维可以是有机纤维，例如芳族聚酰胺纤维、碳纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维、有机玻璃纤维，和/或无机纤维，例如玄武岩纤维、硼纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、二氧化硅纤维。

所述至少一个负载传递元件可以具有单向设置的连续纤维。单向设置的连续纤维可以以与主负载方向走向成至少大约为0°的角度设置。单向设置的连续纤维可以在所述至少一个第一负载引导元件和所述至少一个第二负载引导元件之间延伸。所述至少一个负载传递元件可以具有单向碳纤维带。

所述至少一个负载传递元件可以具有双向或多向设置的连续纤维。双向设置的连续纤维可以设置为彼此至少大约成直角。双向设置的连续纤维可以以与主负载方向走向成至少大约为+/-45°的角度设置。所述至少一个负载传递元件可以具有饰板状形状。所述至少一个负载传递元件可以具有板状形状。所述至少一个负载传递元件可以具有有机金属板。

纤维可以嵌入基质材料中。该基质材料可以是热塑性的。该基质材料可以是聚酰胺、特别是PA6或PA6.6。该基质材料可以是聚丙烯。该基质材料可以是热固性的。

所述至少一个负载传递元件可以具有金属。所述金属可以是钢合金或铝合金。所述至少一个负载传递元件可以具有圆形轮廓、I形轮廓或T形轮廓。所述至少一个负载传递元件可以具有中空轮廓。所述至少一个负载传递元件可以预成型。所述至少一个负载传递元件可以具有弯曲形状。

包封注塑件可以具有纤维填充的塑料，该塑料具有预定的最低份额的由废渣制成的可回收材料和二级材料。包封注塑件可以具有短纤维和/或长纤维。纤维可以是有机纤维，例如芳族聚酰胺纤维、碳纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维、有机玻璃纤维，和/或无机纤维，例如玄武岩纤维、硼纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、二氧化硅纤维。包封注塑件可以具有热塑性塑料。包封注塑件可以具有聚酰胺、特别是PA6.6。包封注塑件或挤压件可以具有热固性塑料。包封注塑件可以具有凹部。包封注塑件可以具有加固肋。

行驶机构部件可以具有至少一个在外侧设置在包封注塑件上的加固元件。所述至少一个加固元件可以具有双向或多向设置的连续纤维。纤维可以是有机纤维，例如芳族聚酰胺纤维、碳纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、聚乙烯纤维、有机玻璃纤维，和/或无机纤维，例如玄武岩纤维、硼纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、二氧化硅纤维。双向设置的连续纤维可以设置为彼此至少大约成直角。双向设置的连续纤维可以以与主负载方向走向成至少大约为+/-45°的角度设置。所述至少一个加固元件可以具有饰板状形状。所述至少一个加固元件可以具有板状形状。所述至少一个加固元件可以具有有机金属板。

为了制造行驶机构部件，可以首先查明关键负载路径。可以隔离关键负载路径。可以沿着关键负载路径模制所述至少一个负载传递元件。可以模拟包封注塑芯模块。可以确定浇口布置。查明、隔离、模制、包封注塑和/或浇口布置可以借助电脑程序进行/确定。

可以力锁合地、形锁合地和/或材料锁合地相互接合所述至少一个第一负载引导元件、所述至少一个负载传递元件和所述至少一个第二负载引导元件，以用于制造芯模块。在接下来包封注塑芯模块时，在所述至少一个第一负载引导元件、所述至少一个负载传递元件和所述至少一个第二负载引导元件之间可以借助包封注塑进行另外的有负载能力的连接。可以完全包封注塑所述至少一个负载传递元件。可以部分包封注塑所述至少一个负载传递元件，以便在包封注塑期间能实现保持负载传递元件。

可以由预浸渍的纤维半成品制造所述至少一个负载传递元件和/或所述至少一个加固元件。可以由干纤维半成品制造所述至少一个负载传递元件并且在包封注塑时浸润所述至少一个负载传递元件。

接下来可以接合包封注塑件和所述至少一个加固元件。可以由预浸渍的纤维半成品制造所述至少一个加固元件并且在包封注塑时浸润所述至少一个加固元件。首先可以单独制造所述至少一个加固元件并且接下来将其与包封注塑件接合。可以相互力锁合地、形锁合地和/或材料锁合地接合所述包封注塑件和所述至少一个加固元件。可以相互焊接包封注塑件和所述至少一个加固元件。可以在环绕的边缘区域相互焊接包封注塑件和所述至少一个加固元件。可以在所述至少一个加固元件的加固肋上相互焊接包封注塑件和所述至少一个加固元件。

利用本发明，CFRTP构造方式可以使得行驶机构区域可够到。CFRTP构造方式是具有碳纤维增强的热塑性塑料的构造方式(CFPTP即碳纤维增强的热塑性塑料)。可以使用汽车制造中建立的塑料。减少重量。减少耗费、例如成本耗费。提升可持续性。

附图说明

接下来参照附图进一步描述本发明的实施例。由该描述获得其它特征和优点。

示意和示例性地示出：

图1示出摩托车后轮平衡杆的芯模块的负载导入元件，

图2示出摩托车后轮平衡杆的芯模块的负载导入元件和负载传递元件，

图3示出具有负载导入元件和负载传递元件的摩托车后轮平衡杆的芯模块，

图4示出具有芯模块和包封注塑件的摩托车后轮平衡杆，

图5示出具有芯模块、包封注塑件和加固元件的摩托车后轮平衡杆，以及

图6示出具有芯模块、包封注塑件和加固元件的摩托车后轮平衡杆。

具体实施方式

图1示出摩托车后轮平衡杆112的芯模块110的负载导入元件100、102、104、106、108。图2示出摩托车后轮平衡杆112的芯模块110的负载导入元件100、102、104、106、108和负载传递元件114、116。图3示出具有负载导入元件100、102、104、106、108和负载传递元件114、116、118的芯模块110。图4示出具有芯模块110和包封注塑件120的摩托车后轮平衡杆112。图5和图6示出具有芯模块110、包封注塑件120和加固元件122、124的摩托车后轮平衡杆112。

现在借助摩托车后轮平衡杆112阐述本发明。然而也可以将本发明用于其它行驶机构部件、如轿车横向导杆。

摩托车后轮平衡杆112具有芯模块110，该芯模块具有负载导入元件100、102、104、106、108和负载传递元件114、116、118。摩托车后轮平衡杆112具有两个彼此相对置的平衡杆端部126、128。所述平衡杆端部126、128分别具有叉形形状。

负载导入元件100、102设置在平衡杆端部126上。负载导入元件100、102用于容纳可转动的车辆车轮。负载导入元件100、102分别在外侧具有用于与负载传递元件114、116连接的连接部段和用于容纳支承件或轴线或轴的长孔形轮毂部段130、132。负载导入元件100、102分别具有方形形状。负载导入元件100、102分别具有用于固定构件、如制动器的另外的功能部段134、136。负载导入元件100、102分别由钢合金或铝合金制成，以具有凹部和加固肋的轻型结构实施并阴极浸涂。

负载导入元件104、106设置在平衡杆端部128上。负载导入元件104、106用于将摩托车后轮平衡杆112与车辆车架可枢转地连接。负载导入元件104、106分别在外侧具有用于与负载传递元件114、116连接的连接部段和用于容纳支承件或轴线或轴的轮毂部段138、140。负载导入元件104、106分别具有套筒形状。负载导入元件104、106分别由钢合金或铝合金制成并阴极浸涂。

负载导入元件108设置在摩托车后轮平衡杆112上的大致居中位置。负载导入元件108用于可枢转地容纳弹簧支柱。负载导入元件108在外侧具有与负载传递元件118连接的连接部段和用于容纳支承件或轴线或轴的轮毂部段如142。负载导入元件108由钢合金或铝合金制成并阴极浸涂。

负载传递元件114具有两个传递元件端部和依循结构负载路径多次略微弯曲的走向。负载传递元件114的传递元件端部与负载导入元件100、104传递负载地连接。负载传递元件116具有两个传递元件端部和依循结构负载路径多次略微弯曲的走向。负载传递元件116的传递元件端部与负载导入元件102、106传递负载地连接。

负载传递元件114、116分别具有单向碳纤维带，该单向碳纤维带具有由碳制成的单向设置的连续纤维，所述连续纤维以与主负载方向走向成大约为0°的角度设置并且在负载引导元件100、104之间或负载引导元件102、106之间延伸。碳纤维置入在由PA6或PA6.6制成的塑料基质中。负载传递元件114、116因此由具有单向纤维方向的纤维塑料复合物制成。

负载传递元件118具有有机金属板，该有机金属板具有由碳制成的双向设置的连续纤维，所述连续纤维设置为互相大致成直角并且相应地以与主负载方向走向成大致+/-45°的角度。负载传递元件118具有U形形状并且在负载引导元件100、102和负载引导元件108之间延伸。碳纤维嵌入由PA6或PA6.6制成的塑料基质中。负载传递元件118因此由具有双向纤维方向的纤维塑料复合物制成。

芯模块110以纤维填充的塑料包封注塑。包封注塑件120具有预定的最低份额的可回收材料。包封注塑件120具有由碳制成的多向设置的短和/或长纤维。包封注塑件120基本上包围芯模块110并且因此决定性地确定摩托车后轮平衡杆112的几何结构。轮毂部段130、132，功能部段134、136，轮毂部段138、140和轮毂部段142保持可够到。同样，负载传递元件114、116的部段在开始时保持自由，以便能实现在包封注塑期间的保持。包封注塑件120以具有凹部和加固肋的轻型结构实施。

加固元件122、124在外侧设置在包封注塑件120上。加固元件122、124实施为饰板状。加固元件122、124与包封注塑件120焊接。加固元件122居中地设置在摩托车后轮平衡杆112的下外侧上。两个加固元件如124在侧向设置在摩托车后轮平衡杆112上。

加固元件122、124分别具有有机金属板，该有机金属板具有由碳制成的双向设置的连续纤维，所述连续纤维设置为互相大致成直角并且相应地以与主负载方向走向成大致+/-45°的角度。碳纤维嵌入由PA6.6制成的塑料基质中。加固元件122、124因此由具有双向纤维方向的纤维塑料复合物制成。

为了制造摩托车后轮平衡杆112，首先查明在负载引导元件100、102、104、106、108之间的关键负载路径，将关键负载路径隔离，并且沿着关键负载路径模制负载传递元件114、116、118。因此首先通过接合负载引导元件100、102、104、106、108和负载传递元件114、116、118制造芯模块110。接下来包封注塑该芯模块110。负载传递元件114、116、118的塑料基质和包封注塑件120可以具有不同的熔化温度。在包封注塑时，负载传递元件114、116、118表面熔化并且产生材料锁合的连接，从而可以减少或避免相分离和/或熔接缝。最后，热塑性地焊接或粘合加固元件122、124。

附图标记列表

100 负载导入元件

102 负载导入元件

104 负载导入元件

106 负载导入元件

108 负载导入元件

110 芯模块

112 行驶机构部件、摩托车后轮平衡杆

114 负载传递元件

116 负载传递元件

118 负载传递元件

120 包封注塑件

122 加固元件

124 加固元件

126 平衡杆端部

128 平衡杆端部

130 轮毂部段

132 轮毂部段

134 功能部段

136 功能部段

138 轮毂部段

140 轮毂部段

142 轮毂部段

Claims (12)

1.一种用于机动车的行驶机构部件(112)，其特征在于，该行驶机构部件(112)具有芯模块(110)和包封注塑件(120)，芯模块具有至少一个第一负载引导元件(100、102)、至少一个第二负载引导元件(102、104、106)以及至少一个连接所述至少一个第一负载引导元件(100、102)和所述至少一个第二负载引导元件(102、104、106)的负载传递元件(114、116、118)。

2.根据权利要求1所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，所述至少一个负载传递元件(114、116)具有单向设置的连续纤维。

3.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，所述至少一个负载传递元件(114、116)具有单向碳纤维带。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，所述至少一个负载传递元件(118)具有双向或多向设置的连续纤维。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，所述至少一个负载传递元件(118)具有有机金属板。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件，其特征在于，所述至少一个负载传递元件具有金属。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，包封注塑件(120)具有纤维填充的塑料，该塑料具有预定的最低份额的可回收材料。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，行驶机构部件(112)具有至少一个在外侧设置在包封注塑件(120)上的加固元件(122、124)。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，所述至少一个加固元件(122、124)具有双向或多向设置的连续纤维。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)，其特征在于，所述至少一个加固元件(122、124)具有有机金属板。

11.一种用于制造根据前述权利要求中至少一项所述的行驶机构部件(112)的方法，其特征在于，首先通过接合所述至少一个第一负载引导元件(100、102)和所述至少一个负载传递元件(114、116、118)以及接合所述至少一个负载传递元件(114、116、118)和所述至少一个第二负载引导元件(102、104、106)来制造芯模块(110)，并且接下来包封注塑该芯模块(110)。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，接下来接合包封注塑件(120)和所述至少一个加固元件(122、124)。