CN204997987U - 机动车关闭件的插件制造设施、该关闭件及其制造设施 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机动车关闭件的插件制造设施、该关闭件及其制造设施。该插件制造设施包括：用于提供由复合材料制成的细长元件(20)的提供装置(18)；用于围绕主模(24)卷绕所述细长元件(20)的卷绕装置(22)，所述主模(24)具有的形状和尺寸使得所卷绕的细长元件(20)具有允许所卷绕的细长元件(20)构成插件(2)的尺寸和呈连续的环状的整体形状，其中所述插件设有至少两个部分，所述至少两个部分用于分别延伸穿过所述关闭件的至少两个分隔的待增强区域(10、12、14)。

Description

机动车关闭件的插件制造设施、该关闭件及其制造设施

技术领域

本实用新型涉及一种用于制造机动车关闭件的增强插件的设施，用于制造机动车关闭件的设施以及该关闭件。

更具体地，本实用新型适用于机动车后关闭件(一般称为“后背门”)用的插件的制造。

背景技术

最经常地，机动车后背门由金属材料(例如：钢)制成。为了减轻关闭件的重量，已知部分地用包括至少一种聚合物(例如：热塑性聚合物)的复合材料来制造关闭件。

然而，在关闭件中，某些区域更多地遭受机械应力，例如构成关闭件某些设备(例如：锁件、关闭件的铰接装置、关闭件操作辅助装置的锚固装置等)的支撑的区域。

在部分地由复合材料制成的关闭件的情况下，已知通过在用于成型关闭件的模具中布置金属插件并在模具中注入包括至少一种聚合物的材料来增强更多地遭受机械应力的区域，所述插件布置在模具的用于成型待增强区域的区域中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过用更轻的增强装置代替金属插件来进一步减轻关闭件(更具体地，由复合材料制成的关闭件)的重量，其中所述更轻的增强装置具有足够好的机械特性，并易于制造。

为此，本实用新型的主题在于一种机动车关闭件的插件制造设施，其特征在于，该设施包括：

用于提供由复合材料制成的细长元件的提供装置；

用于围绕主模(-modèle)卷绕所述细长元件的卷绕装置，所述主模具有的形状和尺寸使得所卷绕的细长元件具有允许所卷绕的细长元件构成插件的尺寸和呈连续的环状的整体形状，其中所述插件设有至少两个部分，所述至少两个部分用于分别延伸穿过所述关闭件的至少两个分隔的待增强区域。

该设施不需要成本高昂的装置，因此降低了投资成本。该设施还允许快速的制造。

要注意的是，提供装置可以是由复合材料制成的细长元件的成型装置或简单输送装置。

根据一个具体的实施例，所述卷绕装置包括用于将所述细长元件贴放在所述主模上的贴放装置，以及用于驱动所述主模相对于所述用于将所述细长元件贴放在所述主模上的贴放装置转动的驱动装置。

这允许精确并快速地贴放细长元件，而不使用复杂的细长元件布置装置。

在一个简单的具体实施例中，贴放装置包括用于在主模上引导和贴放细长元件的滚轮。

在一个具体实施例中，该设施还包括用于承载主模的机器人，用于驱动主模转动的驱动装置由机器人的臂部的一部分构成。

本实用新型还涉及一种机动车关闭件制造设施，其特征在于，该设施包括符合本实用新型的插件制造设施，以及：

模具，插件用于放置在该模具中；以及

用于将包括至少一种聚合物的材料输送到模具中的输送装置。

优选地，所述输送装置是注射装置。

本实用新型还涉及一种机动车关闭件，由复合材料制成，其特征在于，该机动车关闭件包括由复合材料制成的插件，所述复合材料包含包埋在基质中的增强材料，所述插件具有呈连续的环状的整体形状，并延伸穿过所述关闭件的至少两个分隔的待增强区域。

有利地，该关闭件包括门窗洞，插件围绕该门窗洞。

有利地，该关闭件构成机动车的后背门，并包括至少两个分隔的待增强区域，这些待增强区域构成选自以下装置的支撑：

锁定装置；

铰接装置；以及

后背门操作辅助装置的锚固装置。

本实用新型还包括用于制造机动车关闭件的插件的方法，其特征在于，成型由复合材料制成的细长元件，并通过围绕主模卷绕该细长元件来形成卷，主模使该卷具有允许所获得的卷构成插件的尺寸和呈连续的环状的整体形状，该插件设有至少两个部分，该至少两个部分用于分别延伸穿过关闭件的至少两个分隔的待增强区域。

根据实施例，插件的两个部分或者是一体的的同一插件的两个区域，或者是同一插件通过切割形成的两截。

根据符合本实用新型的方法制造的插件由复合材料制成。因此，该插件比金属插件更轻。由于插件可以主要通过简单的卷绕实现，插件与机动车工业的生产率和成本的要求相兼容。

由复合材料制成的细长元件在主模上的连续的简单卷绕允许避免构成插件的元件复杂的布置和/或枢转。并且，相对于增强元件逐块直接放置在面板上的这种局部放置，该连续的简单卷绕允许简化细长元件的放置。因此，所提出的制造方法实施起来特别地简单。

“连续的卷绕”指的是所放置的细长元件优选地沿着整个卷是一体的。要注意的是，细长元件由此可以通过围绕主模数圈来卷绕。如果卷绕在一圈结束时中断，那么优选地注意在不同于上一圈中断之处的位置上开始下一圈的卷绕。

由此，不需要提供成本高昂的设备来实现并管理复杂的移动。符合本实用新型的制造方法的相关成本因此是低的。

通过选择外形大致与插件在关闭件中的期望路径吻合的主模，可以赋予插件所有的用于适应关闭件和能够用于制造插件的模具的或多或少复杂的常见形状所必需的形状。

根据一个具体的实施例，通过使主模相对于用于在主模上贴放细长元件的贴放装置转动来围绕主模卷绕细长元件。

可以或者使主模自己转动而贴放装置保持固定，或者使贴放装置围绕固定的主模移动，或者两者同时移动。

在贴放装置保持固定的情况下，可以使主模按照相对于贴放装置的变化的角度自己转动，以方便放置。

这允许精确并快速地贴放细长元件，而不使用复杂的细长元件放置装置。

根据一个具体的实施例，细长元件通过穿过用于成型细长元件的截面的挤压模(filière)来挤压拉伸成型。

该挤压拉伸是能够以简单有效的方式赋予复合材料细长形状的制造方法。

有利地，使在主模上卷绕的细长元件的截面变化，以在插件中产生与连接部分交替的增强部分，增强部分用于延伸穿过待增强的区域，而连接部分则比增强部分更薄(或更细)。

截面变化的细长元件可以例如由放置在主模上时浸渍在构成基质的材料中的纤维带子来提供，截面的变化通过带子的叠置和/或折叠来获得。

要注意的是，优选地赋予细长元件允许方便其从主模撤出的截面，例如具有合适拔模斜度的开放截面(例如：呈I、L或V形的截面)。

任选地，纤维带子可以在其放置在主模上之前预先浸渍，如有必要，在这些带子放置在主模上时添加补充基质。

根据一个源于插件的轻重量和机械强度之间的折中的具体实施例，复合材料包括包埋在基质中的增强材料，例如包埋在聚酰胺基质中的碳纤维或玻璃纤维增强材料。

根据一个具体实施例，将插件切成段，以分开两个用于延伸穿过两个待增强区域的部分。

优选地，使一表面的朝向围绕该细长元件的中立轴(fibreneutre)发生变化，使得该表面用于以不同的朝向延伸穿过关闭件的待增强区域，其中所述表面限定细长元件的截面。当在主模上卷绕细长元件时实现该表面的朝向变化。

这有利地允许根据增强件要遭受的应力来定向该表面。

根据一个具体的实施例，细长元件具有多边形(例如矩形)截面，使该细长元件的各表面改变朝向，以使得这些表面用于以不同的朝向延伸穿过关闭件待增强的区域。

本实用新型还涉及一种用于制造机动车的由复合材料制成的关闭件的方法，该关闭件包括包覆成型在插件上的主体，其特征在于：

借助于符合本实用新型的方法成型由复合材料制成的插件；

将插件或插件的部分布置在模具中；以及，

优选地通过注射将包括至少一种聚合物的材料输送到模具中，以成型包覆成型在插件上的主体。

该方法由此允许通过包覆成型插件来获得机动车关闭件，其中所述插件按照符合本实用新型的制造方法来实现，该制造方法是快速并且成本不高的制造技术，因此与机动车工业的生产率和成本要求相兼容。

更具体地，符合本实用新型的机动车关闭件的制造方法可以应用于制造后背门。

附图说明

阅读示例性地而非限制性地给出的附图，本实用新型将变得更易理解。在这些附图中：

图1为机动车后背门面板的正视图，该面板包括符合本实用新型的由复合材料制成的插件；

图2为图1的后背门和插件的侧视图；

图3为符合本实用新型的设施的一部分的示意性正视图；

图4为符合本实用新型的设施的机器人的透视图；

图5为符合本实用新型的由复合材料制成的插件的一个细节的透视图；

图6为符合本实用新型的设施的模制装置的示意性正视图。

具体实施方式

在图1和图2中示出了由复合材料制成的机动车关闭件面板1。该面板1包括插件2，该插件在由包括至少一种聚合物的传统材料制成的主体4中延伸。主体4包覆成型在插件2上。

关闭件更具体地为用于关闭机动车车身的后门窗洞的后背门。

要注意的是，虽然插件2是部分地或完全地包埋在主体4中，但在图1和图2中都可见。

后背门的面板1包括下侧壁6I、左侧立柱6G、上壁6S和右侧立柱6D。这些壁和元件限定后背门的门窗洞8。

插件2延伸穿过面板1至少两个分隔的待增强区域。实际上，后背门(并因此，面板)在该示例中包括五个待增强的区域，这五个待增强区域每个构成后背门面板1的一个设备的支撑。这些设备(出于显示清楚的原因没有示出)更具体地为：

锁定装置，其构成用于机动车后背门的锁件；

后背门的铰接装置，尤其是铰链，用于实现后背门在其被操作时相对于机动车车身的枢转；以及，

后背门操作辅助装置(例如：辅助打开和/或关闭后背门的作动缸)的锚固装置。

在图1中，箭头V指示锁定装置的位置，箭头P指示用于后背门枢转的铰接装置的位置，箭头A指示后背门面板1的操作辅助装置的锚固装置的位置。

由此，在该示例中可分辨出用作后背门面板1的锁件的支撑的待增强区域10，该锁件位于后背门的下壁6I面对箭头V处。更准确地说，该待增强区域10位于下壁6I长度的中间处，并位于下壁6I的外边缘16处。

在该示例中还分辨出两个待增强区域12，其每个用作后背门铰链的支撑，这些铰链位于后背门的上壁6S面对箭头P处。更准确地说，待增强区域12以关于后背门的对称轴对称的方式位于后背门的上壁6S的两个点处。

最后，在该示例中可分辨出两个分隔的待增强区域14，其每个用作后背门的操作辅助装置的锚固装置的支撑，这些辅助装置分别位于左侧立柱6G和右侧立柱6D面对箭头A处。

可以理解的是，待增强区域10、12和14是需要增强以抵抗某些与上述设备的存在相关的力的区域。

要注意的是，插件2具有呈连续的环状的整体形状，并延伸穿过后背门的至少两个分隔的待增强区域。优选地，插件2延伸穿过所有待增强的的区域，即锁定区域10、铰接区域12和锚固区域14。

插件2由复合材料制成，更具体地由包括包埋在基质中的增强材料的复合材料制成。优选地，增强材料由玻璃或碳纤维构成，而基质则由聚合物材料、优选地热塑性聚合物材料(例如：聚酰胺)制成。

主体4优选地由热塑性聚合物并优选地通过注塑制成，其中所述热塑性聚合物易于成型并重量轻。

在图3和图4中示出了符合本实用新型的用于制造插件2的设施的一个示例的一些部分。

该设施包括在图3中示出的用于提供由复合材料制成的细长元件20的提供装置18、用于将该细长元件20卷绕在主模24上的卷绕装置22，以及在图4中示出的机器人25。

提供装置18或者为细长元件20的成型装置，或者为该细长元件20的输送装置。

在所示出的示例中，提供装置为挤压拉伸成型装置。

为此，所述装置可以包括用于连续地供给呈带子28形式的增强材料(例如：玻璃或碳纤维)的供给装置26。供给装置26因为本身是已知的所以没有详细地示出。

增强材料带子然后被传送到用于将带子28浸入基质中的浸渍装置30，该浸入例如通过在加热到其熔点的该基质的浴中通过来实现。优选地，该基质包括热塑性聚合物材料，例如树脂或聚酰胺。

浸渍后的带子28然后被本身已知的装置(未示出)移动穿过挤压模32，借助于未示出的传统加热装置维持基质的熔化温度。

挤压模32能够成型细长元件20的截面。

在一个未示出的变型中，提供装置18是例如从一卷预先浸渍的带子来输送已经成型的细长元件的输送装置。

卷绕装置22包括用于在主模24上贴放细长元件20的贴放装置34，和用于驱动主模24相对于贴放装置34转动的驱动装置36。

主模24的形状和尺寸用于使所卷绕的细长元件20具有允许所卷绕的细长元件20构成插件2的尺寸和呈连续的环状的整体形状。插件2的形状使得该插件延伸穿过主体4。插件2的尺寸使得该插件延伸穿过后背门的至少两个待增强区域、优选地穿过所述五个待增强区域。

贴放装置34包括用于在主模24上引导并贴放细长元件20的滚轮38。

为此，滚轮38通过将从挤压模32出来的还热着的细长元件20放置在主模24的侧表面40上来引导该细长元件，同时轻微地将该细长元件压靠在该侧表面40上，以将该细长元件坚实地贴放在该侧表面40上。

如在图3中可见，主模24具有大致与插件2在后背门中的路径吻合的外形，换句话说，具有呈连续的环状的整体形状。由此，贴放在其侧表面40上的细长元件20将具有相似的形状。

要注意的是，在所述示例中，转动驱动装置36由承载主模24的机器人25的臂部42的一部分构成。

转动驱动装置36能够使主模24转动，以使侧表面40整个位于滚轮38的对面，以通过连续的方式将细长元件20贴放在侧表面40上，其中所述滚轮是固定的。

该转动运动在图3中用箭头R示出。

机器人25例如为常用于机动车工业中的六轴机器人，该类型的机器人一般包括能够实现上述转动驱动的装置。

例如选择能够以大约每秒1米的速度放置的机器人。对于机动车后背门，插件的周长例如包括在1至7米之间，并例如具有大约20毫米的厚度。对于厚度例如为0.2毫米的带子，将该带子围绕主模转十圈以获得大约20毫米的厚度。在另一示例中，围绕主模转三至五圈。根据所期望的厚度，卷绕时间例如包括在15至50秒之间。

在一个未示出的变型中，贴放装置34围绕固定的主模24转动。在该情况下，可以使主模24按照相对于贴放装置34的变化的角度绕自身转动，以方便放置。

在图5中示出了细长元件20贴放在主模24上之后该细长元件的一部分。

在贴放到主模24上的过程中，使一表面的朝向围绕该细长元件20的中立轴发生变化，使得该表面用于以不同的朝向延伸穿过关闭件的待增强区域10、12、14，其中所述表面限定细长元件20的截面。

在该图中示出的示例中，元件20具有多边形截面，更具体地说具有方形截面。

由此，在贴放在主模24上的过程中，使细长元件20的各表面的朝向变化，以使得这些表面用于以不同的朝向延伸穿过关闭件的待增强区域10。

由此，用于延伸穿过待增强区域14的表面S₁₄的朝向不同于用于延伸穿过待增强区域12的表面S₁₂的朝向。

如在图5中可见，当在主模上卷绕细长元件时，尤其是在经历分隔待增强区域的路径时，细长元件20的各表面的朝向发生变化。因此，细长元件的表面中的一个(这里为细长元件的上表面10A)的正交方向N在待增强区域14和待增强区域12之间通过围绕细长元件的中立轴枢转而变化方向。

该设施还包括用于围绕插件2包覆成型主体4以成型后背门的包覆成型装置44。

包覆成型装置44特别地包括模具，插件2用于布置在该模具的模腔46中。包覆成型装置还包括用于将用于成型后背门主体4的材料(在该示例中为热塑性聚合物)注入模具中的注入装置48(在图6中示意性地示出)。

要注意的是，可以使用其他用于成型后背门主体4的材料的输送装置，例如包覆成型装置(如有必要，通过压缩来包覆成型)。还可以直接通过粘接或螺固将插件2组装在关闭件上。

现在描述插件2制造方法与本实用新型相关的主要步骤，该方法通过上述设施来实施。

首先，借助于上述提供装置18，优选地通过穿过挤压模32挤压拉伸来成型由复合材料制成的细长元件20，其中挤压模32用于成型细长元件20的截面。

在变型中，为了例如局部地增大细长元件20在待增强区域处的截面，使该细长元件20的截面变化。

具有变化的截面的细长元件可以例如由放置在主模24上时浸渍在构成基质的材料中的纤维带子来提供，截面的变化通过带子的叠置和/或折叠来获得。

任选地，纤维带子可以在其放置在主模24上之前预先浸渍，如有必要，在将这些带子放置在主模24上时添加补充基质。

本领域的技术人员能够根据所选择的实施例提供能够加热细长元件20和/或将其浸渍在树脂(例如：聚酰胺树脂)中、切割或折叠的贴放装置34。

由此在插件2中形成与连接部分交替的增强部分，连接部分比增强部分更薄。增强部分用于延伸穿过后背门的待增强区域10、12、14。

然后，借助于上述卷绕装置22，通过围绕具有所需形状的主模24卷绕细长元件20来形成卷。

为此，由机器人的臂部42来承载主模24，并借助于构成机器人25一部分的转动驱动装置36使该主模24相对于贴放装置34的滚轮38转动。滚轮38由此通过轻微地使热的细长元件20压靠在主模24的侧表面40上以将该细长元件坚实地贴放在该侧表面上来在该侧表面上引导该细长元件。

在该步骤过程中，主模24使卷具有允许所获得的卷构成插件2的尺寸和呈连续的环状的整体形状，其中所述插件2用于延伸穿过后背门的待增强区域10、12、14。

最后，让由此卷绕在主模22上的细长元件20冷却，直至该细长元件变得足够硬，以从主模24撤出并然后布置在模具中。

在图中所示出的实施例中，为了制造由复合材料制成的后背门，将由此获得的插件2布置在模具的模腔46中，并例如借助于注射装置48将包括至少一种聚合物的材料输送到模具中，以成型包覆成型在插件2上的主体4。

由此获得后背门，其中整体形状呈连续的环状的插件2延伸穿过后背门的所有待增强区域。

作为变型，可以在模具中包覆成型(如有必要，通过压缩)包括至少一种聚合物的材料，以成型包覆成型在插件2上的主体4，或通过粘接或螺固将插件2直接组装在关闭件上。

根据另一未示出的实施例，在由此卷绕在主模24上的细长元件20冷却之后，将由此获得的插件2截成段，以分开用于延伸穿过至少两个待增强区域10、12、14的部分。

然后，将插件2的各部分布置在模具的模腔46中面对待增强区域10、12、14处，并例如借助于注射装置48将包括至少一种聚合物的材料输送到模具中，以构成包覆成型在插件2上的主体4。

作为变型，可以在模具中包覆成型(如有必要，通过压缩)包括至少一种聚合物的材料，以构成包覆成型在插件2上的主体4，或通过在面对待增强区域10、12、14处粘接或螺固来将插件2的各部分直接组装在关闭件上。

本实用新型不限于所述实施例，其他实施例对于本领域技术人员是明显的。

特别地，所述方法和设施可以用于制造不是后背门的机动车关闭件，例如侧门。

Claims (9)

1.一种机动车关闭件的插件制造设施，其特征在于，该设施包括：

用于提供由复合材料制成的细长元件(20)的提供装置(18)；

用于围绕主模(24)卷绕所述细长元件(20)的卷绕装置(22)，所述主模(24)具有的形状和尺寸使得所卷绕的细长元件(20)具有允许所卷绕的细长元件(20)构成插件(2)的尺寸和呈连续的环状的整体形状，其中所述插件设有至少两个部分，所述至少两个部分用于分别延伸穿过所述关闭件的至少两个分隔的待增强区域(10、12、14)。

2.如权利要求1所述的插件制造设施，其特征在于，所述卷绕装置(22)包括用于将所述细长元件(20)贴放在所述主模(24)上的贴放装置(34)，以及用于驱动所述主模(24)相对于所述用于将所述细长元件(20)贴放在所述主模(24)上的贴放装置(34)转动的驱动装置(36)。

3.如权利要求2所述的插件制造设施，其特征在于，所述贴放装置(34)包括用于在所述主模(24)上引导和贴放所述细长元件(20)的滚轮(38)。

4.如权利要求2或3所述的插件制造设施，其特征在于，所述设施还包括用于承载所述主模(24)的机器人(25)，所述用于驱动所述主模(24)转动的驱动装置(36)由所述机器人的臂部(42)的一部分构成。

5.一种机动车关闭件制造设施，其特征在于，该制造设施包括如权利要求1至4中任一项所述的插件制造设施，以及：

模具(46)，所述插件(2)用于布置在该模具中；以及，

用于将包括至少一种聚合物的材料输送到所述模具(46)中的输送装置(48)。

6.如权利要求5所述的机动车关闭件制造设施，其特征在于，所述输送装置(48)是注射装置。

7.一种机动车关闭件，由复合材料制成，其特征在于，该机动车关闭件包括由复合材料制成的插件(2)，所述复合材料包含包埋在基质中的增强材料，所述插件(2)具有呈连续的环状的整体形状，并延伸穿过所述关闭件的至少两个分隔的待增强区域(10、12、14)。

8.如权利要求7所述的机动车关闭件，其特征在于，该机动车关闭件包括门窗洞(8)，所述插件(2)围绕所述门窗洞(8)。

9.如权利要求7或8所述的机动车关闭件，其特征在于，该机动车关闭件构成所述机动车的后背门，并包括至少两个分隔的待增强区域(10、12、14)，所述待增强区域构成选自以下装置的支撑：

锁定装置；

铰接装置；以及，

后背门操作辅助装置的锚固装置。