CN110614892A - 分体式复合轻量化连杆总成 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分体式复合轻量化连杆总成，其包括球铰、杆体和接头，所述接头采用金属材料制成，所述杆体采用复合材料制成，所述杆体和所述接头连接，所述球铰安装在所述接头内，且所述杆体和所述接头固定连接，使得所述杆体的端部与所述接头连接。本发明实现了中心距可调，分体式结构避免了不同的整体结构需要多套不同规格模具的问题，降低了生产成本；通过设置不同的工作参数实现了在同一条生产线上生产多种尺寸要求的产品，提高了生产经济型和灵活性。

Description

分体式复合轻量化连杆总成

技术领域

本发明涉及连杆领域，特别涉及一种分体式复合轻量化连杆总成。

背景技术

随着社会的发展，各种能源的开采和消耗，目前污染已成为一个全球关注的焦点问题，所以面对日益增加的机动车，对尾气排放的要求也越来越高。若要尽可能降低尾气污染，则必须重视汽车的NVH。

近年来电动汽车的兴起，但是在没有成熟的基础设施，没有足够快的充电方式等条件下，目前电动汽车发展的瓶颈是续航能力问题，而轻量化能显著提高电动车的续航能力，汽车企业已对此广泛重视。

因此各大主机厂开始投入大量的人力、物力和财力以在最短的时间内满足国家要求并迅速占领市场，随之而来的推力杆成为一个最容易实现和首要解决的问题。

但是如果想要复合材料在推力杆上得到应用，首要解决的问题是一次成型中心距不可调，中心距是指杆体两端接头处中心孔的轴线之间的距离，每个产品对应一个中心距需要一套专用的注射模具，造成模具投入大的问题，进而导致产品成本难以降低。

另外若采用传统的压装工艺将球铰直接压进复合材料接头则会导致接头开裂的问题，以及产品的制备方法。

例如，专利201510739066.7公开了一种推力杆轻量化方法及轻量化推力杆，所述轻量化推力杆是将杆体采用高分子材料利用注射模一次成型。其包括杆体，所述杆体包括杆体本体和设置在所述杆体本体两端的接头。在杆体成型前，将两个金属套分别设置在杆体的两个接头的内腔中使得成型后，金属套与接头形成一体，弹性球铰装配在金属套的内腔中。

上述轻量化推力杆的不足之处在于杆体的长度是固定的，一次性成型产品的中心距单一，无法满足单套模具实现不同中心距产品的生产，对后期不同产品的开发模具投入非常大。

此外，由于推力杆中心距长度较长，采用整体式高分子材料注塑成型工艺，由于高分子复合材料具有预冷后会迅速凝固，因此在注射速度一定的情况，高分子复合材料的流动距离越长，说明高分子需要流动时间的越长，从而存在较大因为高分子复合材料流动不均匀以及流动距离长而导致的次品的风险。

同时，注塑成型制品不可避免产品会出现熔接线，熔接线是注塑件的力学性能弱点，该处的强度会大幅下降。整体式高分子材料推力杆，如果将注射口设定在杆体中间，熔接线将出现在接头两端。

有鉴于此，本领域技术人员改进了连杆总成的结构，以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中轻量化连杆为一次成型中心距不可调，且高分子材料注塑成型容易导致次品等缺陷，提供一种分体式复合轻量化连杆总成及其制造方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种分体式复合轻量化连杆总成，其特点在于，所述分体式复合轻量化连杆总成包括球铰、杆体和接头，所述接头采用金属材料制成，所述杆体采用复合材料制成，所述杆体和所述接头连接，所述球铰安装在所述接头内，且所述杆体和所述接头固定连接，使得所述杆体的端部与所述接头连接。

根据本发明的一个实施例，所述杆体和所述接头采用的固定连接为机械连接和/或粘接。

根据本发明的一个实施例，所述杆体采用连续纤维增强复合材料制成。

根据本发明的一个实施例，所述杆体采用尼龙玻纤、碳纤维或玄武岩纤维制成。

根据本发明的一个实施例，所述接头采用钢、铝或铝合金制成。

根据本发明的一个实施例，所述接头的外表面设置有衔接部位，所述衔接部位与所述杆体的端部之间采用圆柱面配合，或者所述接头的所述衔接部位设置为波纹结构、螺纹结构或凸台结构，所述衔接部位与对应的所述杆体的端部连接。

根据本发明的一个实施例，所述衔接部位的横截面形状为方形、椭圆形、圆形、工字型，或者圆弧和直线段组成的形状。

根据本发明的一个实施例，所述杆体的端部为空腔结构，所述空腔结构的形状与所述衔接部位的形状相匹配，所述衔接部位插入所述杆体的端部内，形成机械连接。

根据本发明的一个实施例，所述杆体与接头之间采用螺纹结构进行机械连接。

根据本发明的一个实施例，所述接头和所述杆体通过胶水粘接连接。

本发明的积极进步效果在于：

本发明分体式复合轻量化连杆总成实现了中心距可调，分体式结构避免了不同的整体结构需要多套不同规格模具的问题，降低了生产成本；通过设置不同的工作参数实现了在同一条生产线上生产多种尺寸要求的产品，提高了生产经济型和灵活性。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明分体式复合轻量化连杆总成的主视图。

图2为本发明分体式复合轻量化连杆总成的俯视图。

图3为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头的衔接部位的横截面结构示意图。

图4为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体波纹连接的结构示意图。

图5为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体螺纹连接的结构示意图。

图6为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体凸台连接的结构示意图。

图7为本发明分体式复合轻量化连杆总成中杆体端部采用波纹连接时的内部结构示意图。

图8为本发明分体式复合轻量化连杆总成中杆体端部采用螺纹连接时的内部结构示意图。

图9为本发明分体式复合轻量化连杆总成中杆体端部采用凸台连接时的内部结构示意图。

图10为本发明分体式复合轻量化连杆总成采用不同长度杆体的状态示意图。

图11为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体机械连接的装配示意图。

图12为本发明分体式复合轻量化连杆总成中球铰与接头的装配示意图。

【附图标记】

接头 10

杆体 20

球铰 30

衔接部位 11

波纹结构 12

螺纹结构 13

凸台结构 14

直线段 112

圆弧 111

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图1为本发明分体式复合轻量化连杆总成的主视图。图2为本发明分体式复合轻量化连杆总成的俯视图。

如图1和图2所示，本发明提供了一种分体式复合轻量化连杆总成，其包括接头10、杆体20和球铰30，其中接头10采用金属材料制成，杆体20采用复合材料制成，杆体20和接头10连接，球铰30安装在接头10内，且杆体20和接头10固定连接，使得杆体20的端部与接头10连接。所述固定连接可以优选为机械连接和/或粘接，例如采用螺纹连接、热铆接或焊接等连接方式。当然此处仅为举例，并不受此限制，只要能将杆体20和接头10实现固定连接即可。

特别地，杆体20的材料可以优选为连续纤维增强复合材料制成，例如尼龙玻纤、碳纤维或玄武岩纤维等材料制成。接头10优选地采用钢、铝或铝合金制成。当然杆体20还可以采用其他的复合材料制成，接头10还可以采用其他连续纤维增强复合材料制成，并不受此处举例的限制。

图3为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头的衔接部位的横截面结构示意图。图4为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体波纹连接的结构示意图。图5为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体螺纹连接的结构示意图。

图6为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体凸台连接的结构示意图。图7为本发明分体式复合轻量化连杆总成中杆体端部采用波纹连接时的内部结构示意图。图8为本发明分体式复合轻量化连杆总成中杆体端部采用螺纹连接时的内部结构示意图。图9为本发明分体式复合轻量化连杆总成中杆体端部采用凸台连接时的内部结构示意图。

如图3至图9所示，本实施例中接头10的外表面设置有衔接部位11，衔接部位11由接头10的外表面向外延伸凸出。衔接部位11与杆体20的端部之间采用圆柱面配合，或者接头10的衔接部位11的外表面设置为波纹结构、螺纹结构或凸台结构，将衔接部位11与对应的杆体20的端部连接。

例如，将衔接部位11的外表面设置为波纹结构12，与对应的杆体20形成固定连接。同理，衔接部位11的外表面还可以设置为螺纹结构13或凸台结构14等等，均可以实现本发明的目的。衔接部位11的横截面形状可以优选为方形、椭圆形、圆形，或者圆弧111和直线段112组成的形状。

特别地波纹结构12也可以设置为各类异型结构等等。或者，杆体20和接头10之间直接采用螺纹结构进行机械连接，只要实现固定连接即可。杆体20的两端结构，以及衔接部位11的横截面形状均不受此处举例限制，实现本发明目的即可。

此处杆体20的端部优选地设置为空腔结构，所述空腔结构的形状与衔接部位11的横截面形状相匹配，安装时将衔接部位11插入杆体20的端部内，形成固定连接，例如机械连接。

此处仅是衔接部位11的外表面结构可以设置为波纹结构、螺纹结构、凸台结构和圆柱结构等均可以实现本发明的目的。

更进一步地，本实施例中，杆体20和接头10之间采用粘接的方式进行预先连接，然后在将球铰30、杆体20和接头10机械连接。此处粘接的方式可以为，例如，在杆体20的端部涂有固体胶，将杆体20的端部与接头10进行预粘接，最后通过热铆工艺进行固结。

图10为本发明分体式复合轻量化连杆总成采用不同长度杆体的状态示意图。图11为本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体机械连接的装配示意图。图12为本发明分体式复合轻量化连杆总成中球铰与接头的装配示意图。

如图10所示，本本发明分体式复合轻量化连杆总成可以适用于不同长度的杆体20，避免了不同的整体结构需要多套不同规格模具的问题，降低了生产成本。如图11至图12所示，本发明分体式复合轻量化连杆总成中杆体20和接头10连接可以采用热铆、结构胶粘结等工艺并结合相关机械结构进行连接，使得杆体20的端部与接头10连接。然后，球铰30采用压装工艺装配到接头10中，从而形成分体式复合轻量化连杆总成的整体结构。

本实施例中，本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头采用高分子材料，杆体采用金属材料，由于同种型号的连杆，因为客户对连杆安装的需要，球铰与杆体之间存在不同的角度，为了满足球铰与杆体之间的不同角度要求，型芯块与定模板可以实现角度的调整，而不是固定在一起，在生产过程中根据球铰与杆体的角度要求首先调整好型芯块与定模板的角度，然后再将球铰装配到型芯块上，从而满足规定的角度要求。

本发明分体式复合轻量化连杆总成中接头和杆体可以直接采用机械连接和粘结的方式，省去注塑工艺，从而减少了次品的风险以及因杆体强度不足而存在的风险。

本发明分体式复合轻量化连杆总成的制造方法是通过交叉对比实验得出的最优工艺参数，通过此工艺参数的设定，大大提高了生产效率，可以避免注塑工艺中常常存在的致密性差和存在气泡等不良制品的风险，具体优点在于：

一、通过模具型芯块的角度可调节设计，可以生产同一种杆体长度不同球铰压装角度的推力杆，大大提高了模具了利用率；

二、所述杆体的生产工艺是将采购的管件型材通过切管机切割成不同长度规格的杆体长度，既实现了推力杆中心距的可调又省略了注塑成型工艺，避免了注塑流道长度的改变而导致的产品缺陷，同时简化了生产流程。

综上所述，本发明分体式复合轻量化连杆总成及其制造方法实现了中心距可调，采用切管机控制杆体切割长度的生产工艺完全规避了注塑过程中由于材料流动不充分造成的次品风险，并且有效提高了产品的强度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述分体式复合轻量化连杆总成包括球铰、杆体和接头，所述接头采用金属材料制成，所述杆体采用复合材料制成，所述杆体和所述接头连接，所述球铰安装在所述接头内，且所述杆体和所述接头固定连接，使得所述杆体的端部与所述接头连接。

2.如权利要求1所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述杆体和所述接头采用的固定连接为机械连接和/或粘接。

3.如权利要求1所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述杆体采用连续纤维增强复合材料制成。

4.如权利要求3所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述杆体采用尼龙玻纤、碳纤维或玄武岩纤维制成。

5.如权利要求1所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述接头采用钢、铝或铝合金制成。

6.如权利要求1所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述接头的外表面设置有衔接部位，所述衔接部位与所述杆体的端部之间采用圆柱面配合，或者所述接头的所述衔接部位设置为波纹结构、螺纹结构或凸台结构，所述衔接部位与对应的所述杆体的端部连接。

7.如权利要求6所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述衔接部位的横截面形状为方形、椭圆形、圆形、工字型，或者圆弧和直线段组成的形状。

8.如权利要求7所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述杆体的端部为空腔结构，所述空腔结构的形状与所述衔接部位的形状相匹配，所述衔接部位插入所述杆体的端部内，形成机械连接。

9.如权利要求2所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述杆体与接头之间采用螺纹结构进行机械连接。

10.如权利要求2所述的分体式复合轻量化连杆总成，其特征在于，所述接头和所述杆体通过胶水粘接连接。