CN112223991B - 带通孔的加强嵌件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由塑料(50)制造的车身零件(100)的加强元件(200)，该加强元件(200)形成适于至少部分地包覆模制在车身零件中的嵌件，该加强元件(200)包括由轮廓(550)界定的壁(500)，该壁(500)包括完全穿过加强元件的壁(500)的厚度的孔(600)，该孔(600)为：‑通往轮廓(550)处的切口，或者‑并非通往轮廓(550)处的孔，该孔至少部分地位于轮廓(550)的在壁(500)的40mm的宽度上延伸的这样的区域中。

Description

带通孔的加强嵌件

技术领域

本发明涉及汽车工业领域，尤其是用包覆模制的嵌件(inserts surmoulés)局部加强的塑料车身零件的领域。

具体地，本发明涉及一种嵌件类型的加强元件，其适于局部地包覆模制在车身零件中以机械地加强该车身零件。该嵌件可以由金属特别是钢或复合塑料制成。该车身零件可以是尾门或侧门。

背景技术

在现有技术中，已知由塑料材料制成的尤其属于尾门类型的后部关闭件，其包括外表皮和由带有填料的热塑性材料制成的结构内衬。构成衬里的热塑性材料例如带有玻璃纤维或滑石粉，以提高其机械强度性能。

尾门衬里在其制造过程中会承受许多机械应力，主要是模制过程中固有的几何形状变形，而一旦组装到车辆上，则在使用过程中会承受机械外力。

为了更好地承受车辆上的机械作用力，通常通过加强元件来加强内衬。申请人的文件EP1927453显示，加强元件可以在铰链、球形接头或锁件的区域处在衬里的热塑性材料中包覆模制，以应付设备(动力缸、止挡件或密封垫圈)产生的不同力，但这些加强元件造成变形。

包覆模制嵌件的加强功效取决于车身零件与加强嵌件之间机械接合的质量和牢固度。

已知通过将包覆模制的嵌件至少部分地封装在塑料中来将加强嵌件机械地紧固在零件中。该封装旨在通过至少部分地覆盖嵌件相对的面中的两个面来包覆模制嵌件，或更一般地，在嵌件的给定点处，在该点的两侧上包覆模制。

该封装可以位于包覆模制嵌件的外围，包覆模制的材料从零件的一个面传递到另一个面，绕过并覆盖零件的边缘。该边缘的这种外围包覆模制使得可以补偿与嵌件尺寸有关的几何形状离散并且避免与模具凹模的任何定位干扰。

还已知通过为包覆模制的嵌件提供穿过嵌件厚度的孔来将加强嵌件机械地紧固在零件中，这些孔被称为“锚固孔”，塑料从这些孔中穿过以由此确保这两个元件(嵌件和零件)的机械保持。

但是，由于车身零件和嵌件由具有不同的CLTE(英语表示为“Coefficient ofLinear Thermal Expansion”，即线性热膨胀系数)的材料制成，因此在温度的作用下，车身零件和嵌件表现出不一样的膨胀。这会产生可能在塑料上造成易损的应力。当塑料在嵌件上收缩或膨胀时，其会在不同的包覆模制区域(通孔和外围包覆模制)处承受外力。机械作用力和反复的温度变化会产生局部应力，这些局部应力可能在边缘的外围包覆模制区域处引起裂纹。

可能会想到通过增加边缘包覆模制部分的厚度或通过使用强度更高的塑料来解决该问题，但这些解决办法导致零件和嵌件整体的质量增加。

发明内容

本发明的目的尤其在于通过提供一种加强嵌件来解决上述问题，该嵌件的结构使得能够减轻嵌件与车身零件之间的应力，并局部增加嵌件与由塑料部件制造的包覆模制部分之间的“在边缘处(au bord)”的分界面的长度，从而促进该区域的接合。

为此，本发明的主题是一种用于塑料车身零件的加强元件，该加强元件形成适于至少部分地包覆模制在该车身零件中的嵌件，该加强元件包括由轮廓界定的壁，该壁包括多个完全穿过加强元件的壁的厚度的孔，这些孔中的每个都是：

-通往该轮廓处的切口。

存在于嵌件中的包覆模制的通孔，即切口，在局部赋予嵌件在热膨胀或机械作用力的情况下额外的变形能力。

所谓“轮廓区域”，在这里是指由其边界之一是由加强元件的壁的轮廓形成的这样的区域。

所谓“加强元件的壁的长度”，在这里是指其在最大跨度方向上的尺寸。所谓“加强元件的壁的宽度”，是指其在垂直于长度的方向上的尺寸。最后，所谓“加强元件的壁的厚度”，是指其不同于长度和宽度的第三尺寸，该第三尺寸是加强元件的壁的尺寸中最小的尺寸。

所谓“切口”，在这里是指延长形状的镂空，其通过具有小宽度的开口通往轮廓处。切口在加强元件的壁的局部平面中可以具有矩形的形状。然而，它们也可以包括收缩部，或者从轮廓的边缘开始张开，从而具有例如“拼图块”类型的形状，例如T形或燕尾形、梯形，还可能带有圆角，比如椭圆形、Ω形、圆弧形。切口的开口是由轮廓的两端界定的空间，在这两端处轮廓被中断以形成切口。开口在轮廓处的切口的宽度上延伸。在本发明的意义内，开口的宽度是连接界定了切口开口的轮廓的两端的最短距离。

加强元件还可以包括完全穿过加强元件的壁的厚度的这样的孔或者通孔，并且该孔并非通往轮廓处。这不同于为确保加强嵌件的机械紧固而设置的锚固孔。事实上，根据本发明，该非通往轮廓处的孔不一定非要位于来自车身零件的包覆模制肋之下。此外，它位于靠近嵌件边缘的区域中，该区域是在壁的大约40mm的宽度上延伸的轮廓区域。该非通往轮廓处的通孔完全位于在40mm的宽度上延伸的轮廓区域中。

根据加强元件的可单独或组合采用的其他可选特征：

-切口通过开口通往壁的轮廓处，该开口的宽度(即切口在轮廓处的宽度)小于切口的长度。该宽度优选地小于长度的1/2，更优选地为长度的1/3，甚至更优选地为长度的1/4。长度是切口的最大尺寸。它从开口延伸到切口的底部。

-加强元件由金属制成，优选地由钢制成。

-该通孔旨在部分或全部位于来自车身零件的包覆模制肋的下方。这还有助于在包覆模制期间塑料从嵌件的一面传递到另一面，因此有助于塑料的良好附着。

-通孔并不旨在位于来自车身零件的包覆模制肋的下方。

-通孔位于来自车身零件的包覆模制肋的脚部的下方。

-加强元件包括规则地分布在轮廓的至少一部分上的多个形状相似的通孔。所谓“规则地分布在轮廓的至少一部分上”，是指在轮廓的该部分上一对相继的两个切口的开口的中心以相等的距离分隔开，而不管考虑的是哪一对切口。在轮廓的所述部分上，通孔，即切口，可以相同或不相同。

-加强元件包括不规则地分布在轮廓的至少一部分上的多个形状相似的通孔。在轮廓的该部分上，一对相继的两个切口的开口的中心所分隔开的距离对于所有成对的相继切口而言都不相同。在轮廓的所述部分上，通孔，即切口，可以相同或不同。

-加强元件具有U形截面，并且切口在加强元件的壁的侧向部分上。

本发明的主题还涉及一种由塑料制成的机动车辆车身零件。它包括如上所述的加强元件。

根据机动车辆车身零件的可单独或组合采用的其他可选特征：

-塑料填充通孔。

-通孔未填充有塑料。为此，在模具中具有反型(contre-formes)，以避免材料在注射过程中传入这些孔。

本发明的主题还涉及一种包括加强元件的由塑料制成的机动车辆车身零件，该加强元件形成了适于至少部分地包覆模制在该车身零件中的嵌件。该加强元件包括由轮廓界定的壁。壁包括孔，该孔完全穿过加强元件的壁的厚度，该孔并不旨在位于来自车身零件的包覆模制肋的下方。

作为本发明主题的车身零件可以构成尾门衬里。

附图说明

通过阅读下文仅作为例子给出并参考附图进行的说明，将更好地理解本发明，附图中：

-图1是包括根据本发明实施方式的加强元件的尾门衬里的立体图，该加强元件被包覆模制在衬里的作用力区域处；

-图2是图1的细部，其允许示出存在于加强元件中的孔；

-图3是图1的尾门衬里在不包括通孔的区域处沿A-A的剖视图；

-图4是图1的尾门衬里在通孔处沿B-B的剖视图；

-图5是图1的尾门衬里在另一通孔处沿C-C的剖视图；

-图6是根据本发明另一实施方式的加强元件的立体图，以及该加强元件的细部。

具体实施方式

图1至图5示出了根据本发明一个实施方式的塑料车身零件50，该实施方式由总标号100表示。根据该示例，其是尾门的衬里100，包括包覆模制的加强嵌件，该加强嵌件形成在衬里100的作用力区域处的加强元件200，这些作用力区域即铰链(未示出)安装的上部区域300和承受动力缸(未示出)作用力的侧向区域400。加强元件可以位于其它作用力区域中，比如窗户的下部侧向区域700L和锁件区域700S。

加强元件200形成适于至少部分地包覆模制在车身零件100中的嵌件。其包括由轮廓550界定的壁500，轮廓550也被称为“零件的末端(fin de pièce)”。壁包括孔600，这些孔600完全穿过加强元件200的壁500的厚度。孔600位于轮廓550的宽度为40mm的区域中。在该实施方式中，通孔600是通过开口650通往界定加强元件200的壁500的轮廓550的这样的切口，如B-B剖面从中通过的孔那样。在该实施方式中，加强元件还包括并未通往轮廓处的孔，如剖面C-C从中通过的孔那样。

通孔600有利地旨在与车身零件100的塑料区域相对地定位，这些塑料区域可能具有由构成车身零件100的塑料50与构成嵌件200的材料之间的CLTE的差异引起的应力造成的易损性。在该实施方式中，加强元件200优选由金属制成，更具体地由钢制成。嵌件也可能由复合材料制成，例如SMC(“Sheet Molding Compound”，可译作片状模塑料)。塑料的这些易损区域是应力集中区域，可以通过计算或借助本领域技术人员的经验来预先识别出来。也可以通过确认生产规格有效的测试来识别。

这些图示出了在该实施方式中加强元件200具有U形截面的事实，切口600位于加强元件200的壁500的侧向部分上。加强元件也完全可以具有另外的形状，例如在锁件区域700S中，或者是用于侧门加强的平板形状。在安装在车辆上的尾门上，加强元件200的“内部”面220指向车辆的内部，并且在该示例中构成U形形状的中空部分，并且其“外部”面240朝向车辆的外部。

图3是尾门衬里100沿A-A的剖视图。该剖开在通孔600的外部进行。加强元件200由至少在其内部面220上形成尾门的内衬100的塑料50包覆模制。由于涉及尾门，加强元件的内部面如果未包覆模制的话可能是可见的。包覆模制在此允许遮盖加强元件。但是，如果元件200加强了不可见的技术部件100，则包覆模制可能是部分的。即使在可见零件100的情况下，包覆模制也可能是部分的。未包覆模制的可见区域可能会由蒙皮饰件(garniture d’habillage)遮盖。

加强元件200在其中空面240上具有通过用相同的塑料50包覆模制而获得的肋55。为了清楚起见，包覆模制的肋55在图1中未示出，并且细部图2中仅示出一个肋55。在此也未示出图3至5的肋。在中空面240上，对构成肋55的塑料50进行了包覆模制，以使得嵌件200的壁500的边缘260在塑料50的轮廓550处被覆盖。

图4是尾门衬里100沿B-B的剖视图。该剖开在由虚线表示的切口600处进行。由于通孔600的原因，构成切口底部的边缘261相对于图3所示的没有通孔的区域中的边缘260偏移。如图4所示，通孔600旨在部分或全部位于来自车身零件100的包覆模制肋55的下方。在该实施方式中，切口600位于包覆模制肋55的脚部58的下方。在车身零件100中，塑料50填充通孔600。

图5是尾门衬里100沿C-C的剖视图。该剖开在由虚线表示的通孔600处进行，该通孔600并未通往轮廓550处。如图5所示，通孔600旨在部分或全部位于来自车身零件100的包覆模制肋55的下方。在车身零件100中，塑料50填充该并未通往轮廓550处的通孔600。

在图1至图5中，根据本发明的孔600完全位于轮廓550的在壁500的40mm的宽度上延伸的这样的区域中。

切口600通过开口通往壁的轮廓处，该开口的宽度为切口在轮廓处的宽度，该开口的宽度小于切口的长度。位于侧面向上区域400的端部处的成组的切口600是形状可以相似的通孔，和/或可以规则地分布在轮廓550的一部分上，也就是说彼此具有相同间隔。实际上，在轮廓的该部分上，一对相继的两个切口的开口的中心以相等的距离分隔开，而不管考虑的是哪一对切口。另一方面，朝向侧向向上区域400的中间的这个切口600不与其他切口一起形成规则地分布在轮廓550的一部分上的一组通孔，这是因为该切口和前一切口之间的间隔大于位于侧向区域400的端部的那三个切口之间的间隔。两个相继的切口600在它们之间限定了凸起610，该凸起610在壁500的局部平面中的投影形状与相邻的两个切口的互补。因此，壁500的轮廓550的这部分包括一系列的切口600和凸起610，从而限定了被称为“齿状(en créneaux)”的典型形状。

在图1的实施方式中，切口在加强元件的壁500的局部平面中具有矩形的形状。但是，它们也可以包括收缩部，或者从轮廓的边缘开始张开，从而具有例如“拼图块”类型的形状，比如T形或燕尾形、梯形，还可能带有圆角，比如椭圆形、Ω形、圆弧形。

图6表示根据本发明另一实施方式的加强元件800。该加强元件800具有U形截面，在图6所示的加强元件的细部中可见四个切口600。这些切口600位于加强元件800的壁550的侧面部分上。在这些切口600中，三个切口在加强元件800的壁550的局部平面中具有矩形的形状。另一个切口600具有燕尾形的形状。每个切口600都是延长形状的镂空，其通过具有小宽度l的开口650通往轮廓550处。宽度l，即切口600在轮廓600处的宽度，小于切口的长度L。因此，加强元件800包括形状相似的多个通孔(切口600)。实际上，它包括三个矩形的切口。这些切口规则地分布在轮廓550的至少一部分上。实际上，在轮廓550的该部分上，一对相继的两个矩形切口600的开口650的中心655以相等的距离分隔开，而不管考虑的是哪一对矩形切口。在轮廓550的所述部分上，可识别出相同的切口(尺寸相同的矩形)。另一方面，燕尾形切口的开口的中心位于与最近的矩形切口的开口的中心相距一定距离处，在该实施方式中，该距离不同于相继的两个矩形切口的开口的中心分隔开的距离。

本发明不限于所介绍的实施方式，并且其他实施方式对于本领域技术人员将是显而易见的。尤其可能的是车身零件例如是侧门。包覆模制的加强嵌件可以存在于其它作用力区域处，例如窗户的下部侧向区域700L或锁件区域700S中。通孔可能并非位于包覆模制肋的下方。通孔可能不是完全位于在40mm的宽度上延伸的轮廓区域内。

附图标记列表：

50：复合塑料

55：包覆模制肋

58：包覆模制肋55的脚部

100：由复合塑料制成的车身零件

200：用于由复合塑料制成的车身零件100的加强元件

220：加强元件200的“内部”面

240：加强元件200的“外部”面

260：加强元件200的边缘

261：切口的底部

300：铰链固定的上部区域

400：承受动力缸作用力的侧向区域

500：加强元件200的壁

550：界定加强元件200的壁500的轮廓

555：界定切口的开口的这样的轮廓的端部

600：完全穿过加强元件200的厚度的孔，即切口

610：两个切口之间的凸起600

650：切口的开口

655：切口的开口的中心

700L：窗户的下部侧向区域

700S：锁件区域

800：加强元件

L：切口的长度

l：切口的宽度

Claims (10)

1.一种用于由塑料(50)制造的车身零件(100)的加强元件(200、800)，所述加强元件形成适于至少部分地包覆模制在所述车身零件中的嵌件，所述加强元件(200、800)包括由轮廓(550)界定的壁(500)，所述壁(500)包括完全穿过所述加强元件的壁(500)的厚度的多个孔(600)，所述孔(600)中的每个都是通往所述轮廓(550)处的切口，其中，所述切口(600)通过开口(650)通往所述壁(500)的轮廓(550)处，以及其中，所述加强元件(200、800)具有U形截面，所述切口(600)位于所述加强元件(200、800)的壁(500)的侧向部分上。

2.根据权利要求1所述的加强元件(200、800)，其由金属制成。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的加强元件(200、800)，其由钢制成。

4.根据权利要求1至2中的任一项所述的加强元件(200)，所述孔(600)旨在部分或全部位于来自所述车身零件(100)的包覆模制肋(55)的下方。

5.根据权利要求1至2中的任一项所述的加强元件(200)，其中，所述孔(600)旨在位于来自所述车身零件(100)的包覆模制肋(55)的脚部(58)的下方。

6.根据权利要求1至2中的任一项所述的加强元件(200、800)，包括规则地分布在所述轮廓(550)的至少一部分上的多个形状相似的孔(600)。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的加强元件(200、800)，其中，所述开口(650)的宽度(l)小于所述切口(600)的长度(L)。

8.一种由塑料制成的机动车辆车身零件(100)，其特征在于，所述车身零件(100)包括根据权利要求1至7中任一项所述的加强元件(200、800)。

9.根据权利要求8所述的机动车辆车身零件(100)，其中，所述塑料(50)填充所述孔(600)。

10.根据权利要求8至9中任一项所述的机动车辆车身零件(100)，其构成尾门衬里。