CN207078202U - 车辆车身结构构件和复合结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种车辆车身结构构件，包括：金属盘，金属盘具有外部周界并且限定延伸穿过金属盘的厚度的至少一个孔口；固定到金属盘的固化塑料片，固化塑料片延伸到外部周界之外并且进入至少一个孔口中；以及金属片，金属片相对于金属盘设置在固化塑料片的相对侧上并且固定到金属盘。本实用新型还提供一种复合结构。本实用新型的目的在于提供一种车辆车身结构构件，该车辆车身结构构件包括由类似或不同材料构建的各种部件。

Description

车辆车身结构构件和复合结构
技术领域
本公开涉及可用于构建车辆车身或车架的部件的复合结构。
背景技术
车辆车架和车身可包括由类似或不同材料构建的各种部件。
实用新型内容
本实用新型提供一种车辆车身结构构件，该车辆车身结构构件包括由类似或不同材料构建的各种部件。
根据本实用新型的一个方面，提供一种车辆车身结构构件，包括：金属盘，金属盘具有外部周界并且限定延伸穿过金属盘的厚度的至少一个孔口；固定到金属盘的固化塑料片，固化塑料片延伸到外部周界之外并且进入至少一个孔口中；以及金属片，金属片相对于金属盘设置在固化塑料片的相对侧上并且固定到金属盘。
根据本实用新型的一个实施例，至少一个孔口包括由金属盘限定的至少一个通孔。
根据本实用新型的一个实施例，至少一个通孔包括相对于外部周界均匀间隔开的多个通孔。
根据本实用新型的一个实施例，至少一个孔口包括沿着金属盘的外部周界由金属盘限定的至少一个凹口。
根据本实用新型的一个实施例，金属盘包括延伸到固化塑料片中的偏移部，并且金属片固定到偏移部。
根据本实用新型的一个实施例，偏移部焊接到金属片，以便将金属片固定到金属盘。
根据本实用新型的一个实施例，金属盘包括位于中心的孔。
根据本实用新型的一个实施例，设置在位于中心的孔内并从位于中心的孔延伸出的焊接材料将金属片固定到金属盘。
根据本实用新型的一个实施例，固化塑料片是纤维增强塑料复合材料。
根据本实用新型的另一方面，提供一种复合结构，包括：金属板，金属板具有外部边界和朝向第一侧突出的位于中心的偏移部，金属板限定延伸穿过金属板的厚度的至少一个孔口；以及固定到金属板的第一侧的固化塑料片，固化塑料片延伸到外部边界之外并且进入至少一个孔口中。
根据本实用新型的一个实施例，复合结构进一步包括金属片，金属片相对于金属板设置在固化塑料片的相对侧上并且固定到金属板的位于中心的偏移部。
根据本实用新型的一个实施例，位于中心的偏移部焊接到金属片，以便将金属片固定到金属板。
根据本实用新型的一个实施例，至少一个孔口包括由金属板限定的至少一个通孔。
根据本实用新型的一个实施例，至少一个孔口包括沿着金属板的外部边界由金属板限定的至少一个凹口。
根据本实用新型的一个实施例，至少一个凹口包括相对于外部边界均匀间隔开的多个凹口。
根据本实用新型的另一方面，提供一种方法，包括：将限定至少一个孔口的金属板插入到模具的第一侧中，使得金属板的第一侧接触模具同时金属板的第二侧保持暴露；将未固化塑料材料放置成与金属板的第二侧接触，使得塑料材料渗入至少一个孔口；以及固化塑料材料。
根据本实用新型的一个实施例，方法进一步包括：在完成固化塑料材料之后，将金属片相对于金属板设置在塑料材料的相对侧上，以及将金属片焊接至延伸到塑料材料中的金属板的偏移部。
根据本实用新型的一个实施例，方法进一步包括预处理金属板以促进与塑料材料的粘附。
根据本实用新型的一个实施例，未固化塑料材料放置为经由注射成型与金属板的第二侧接触。
根据本实用新型的一个实施例，未固化塑料材料插入到模具的第二侧中，并且其中，未固化塑料材料放置为通过关闭模具与金属板的第二侧接触。
一种车辆车身结构构件包括金属盘、固化塑料片和金属片。金属盘具有外部周界并且限定延伸穿过金属盘的厚度的至少一个孔口。固化塑料片固定到金属盘。固化塑料片延伸到周界之外并且进入所述至少一个孔口中。金属片相对于金属盘设置在固化塑料片的相对侧上并且固定到金属盘。
一种复合结构包括金属板和固化塑料片。金属板具有外边界以及朝向第一侧突出的位于中心的偏移部。金属板限定延伸穿过金属板的厚度的至少一个孔口。固化塑料片固定到金属板的第一侧。固化塑料片延伸到边界之外并且进入所述至少一个孔口中。
一种方法包括将限定至少一个孔口的金属板插入到模具的第一侧，使得金属板的第一侧接触模具，同时金属板的第二侧保持暴露，将未固化塑料材料放置成与金属板的第二侧接触，使得塑料材料渗入至少一个孔口，以及固化塑料材料。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型的车辆车身结构构件包括由类似或不同材料构建的各种部件。
附图说明
图1A是金属板或盘的第一实施例的顶视图；
图1B是沿图1A中的线1B-1B截取的横截面图；
图2A是金属板或盘的第二实施例的顶视图；
图2B是沿图2A中的线2B-2B截取的横截面图；
图3A是金属板或盘的第三实施例的顶视图；
图3B是沿图3A中的线3B-3B截取的横截面图；
图4是说明用于形成复合结构的模具和部件的横截面图；
图5是说明在模具中形成的复合结构的横截面图；
图6A是包括形成在模具中的复合结构的结构部件的顶视图；
图6B是沿图6A中的线6B-6B截取的横截面图；以及
图7是形成复合结构的方法。
具体实施方式
在本文中描述本实用新型的实施例。但是应了解，所公开的实施例仅是示例且可以各种及替换的形式体现。附图不一定按比例；一些特征可能被夸大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能性细节不应理解为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员如何以不同方式实施本公开的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其它附图中所示的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定应用或实施方式，可以期望与本实用新型的教导一致的特征的各种组合和修改。
参考图1A和图1B，所示为金属板(或盘)10的第一实施例。当从顶视图观察时，金属板10具有外部周界(或外边界)12。在第一实施例中，外部周界12具有矩形形状。金属板10限定延伸穿过金属板10的厚度16的至少一个孔口14。所述至少一个孔口14可为通孔或螺纹孔。所述至少一个孔口14可包括相对于外部周界12或位于中心的孔18均匀间隔开的多个通孔。金属板10可包括朝向金属板10的第一侧22突出的位于中心的偏移部20，其中第一侧22与金属板10的第二侧24相对。或者，第一侧22可称为第二侧，而第二侧24可称为第一侧。金属板10可固定到塑料或复合材料以形成复合结构或部件。
参考图2A和图2B，所示为金属板(或盘)26的第二实施例。当从顶视图观察时，金属板26具有外部周界(或外边界)28。在第二实施例中，外部周界28具有圆形形状。金属板26限定延伸穿过金属板26的厚度32的至少一个孔口30。所述至少一个孔口30可为通孔或螺纹孔。所述至少一个孔口30可包括相对于外部周界28或位于中心的孔34均匀间隔开的多个通孔。金属板26可包括朝向金属板10的第一侧38突出的位于中心的偏移部36，其中第一侧38与金属板26的第二侧40相对。或者，第一侧38可称为第二侧，而第二侧40可称为第一侧。金属板26可固定到塑料或复合材料以形成复合结构或部件。
参考图3A和图3B，所示为金属板(或盘)42的第三实施例。当从顶视图观察时，金属板42具有外部周界(或外边界)44。在第三实施例中，外部周界44具有由一系列切口中断的部分圆形形状。金属板42限定延伸穿过金属板42的厚度48的至少一个孔口46。所述至少一个孔口46可为中断外部周界44的切口或凹口。所述至少一个孔口46可包括相对于外部周界44或位于中心的孔50均匀间隔开的多个凹口。金属板42可包括朝向金属板42的第一侧54突出的位于中心的偏移部52，其中第一侧54与金属板42的第二侧56相对。或者，第一侧54可称为第二侧，而第二侧56可称为第一侧。金属板42可固定到塑料或复合材料以形成复合结构或部件。
虽然金属板10、26和42的三个实施例具有外部周界，但是从其各自的顶视图显示为具有不同的特定形状。然而应当理解，金属板10、26和42的外部周界可具有任何期望的形状。此外，由金属板10、26和42限定的一个或多个孔口可在空间上重新设置成任何期望的构造。一个或多个孔口还可包括通孔、螺纹孔、切口或凹口的任何数量或组合。金属板可由任何理想的金属材料制成，包括钢、铝、钛、镁或任何其它合适的金属材料。
参考图4和图5，所示为模具、用于形成复合结构的部件和形成在模具中的复合结构。限定至少一个孔口60的金属板(或盘)58放置在模具64的第一侧62上。金属板58的第一侧66接触模具64的第一侧62，同时金属板58的第二侧68保持暴露。金属板58可为上述金属板10、26和42中的任何一个，或者上述金属板10、26和42的任何变化或改变。位于模具64的第一侧62上的销70可插入到金属板58的位于中心的孔72中，以便相对于模具64的第一侧62固定金属板58的位置。未固化塑料材料(或板料)74放置在模具64的第二侧76上。金属板58可包括朝向金属板58的第二侧68突出的位于中心的偏移部78。金属板58的第二侧68和位于中心的偏移部78可面向未固化塑料材料74和/或模具64的第二侧76。然后可将模具64关闭，迫使未固化塑料材料74与金属板58的第二侧68和/或位于中心的偏移部78接触。未固化塑料材料74可渗入所述至少一个孔口60(其可包括如上所述的通孔、螺纹孔、切口或凹口)并且延伸到金属板58的外部周界(或外边界)80之外。或者，模具64可随着金属板58放置到模具的第一侧62上关闭，然后未固化塑料材料74可通过注射成型工艺注入到模具64中。然后将未固化塑料材料74固化并固定到金属板58的第二侧68。现在的固化塑料材料(或板料)82和金属板58可共同形成复合结构84。固化塑料材料82的一些部分可填充所述至少一个孔口60的空隙，从而在金属板58和固化塑料材料82之间产生机械联锁。机械联锁增大复合结构84的扭转强度并且防止当施加扭转载荷时金属板58与固化塑料材料82脱离。金属板58的位于中心的偏移部78可延伸到固化塑料材料82中并且可暴露在复合结构84的背侧86，同时金属板58的第一侧66可暴露在复合结构84的前侧88上。
未固化塑料材料74和最终的固化塑料材料82可由包括热塑性塑料、热固性塑料(也称为热固性聚合物)或复合材料的任何理想材料制成。复合材料可包括纤维增强塑料(也称为纤维增强聚合物)。纤维增强塑料是由纤维增强的聚合物基体制成的复合材料。纤维可为玻璃、碳、玄武岩、聚酰胺或其他合适的增强材料。聚合物可为环氧树脂、乙烯基酯、聚酯热固性塑料、酚醛树脂或任何其它合适的聚合物或塑料。纤维增强塑料也可是加热和/或加压固化的。
参考图6A和图6B，所示为包括形成在模具64中的复合结构84的结构部件90。结构部件90也可为复合结构。除复合结构84之外，结构部件90还包括相对于金属板58设置在固化塑料材料82的相对侧上的金属片92。更具体地，金属片92可设置在复合结构84的背侧86上。金属片92可直接接触复合结构84的背侧86，复合结构84包括暴露在复合结构84的背侧86上的金属板58的位于中心的偏移部78。金属片92可固定到金属板58。更具体地，金属片92可固定到金属板58的位于中心的偏移部78。金属片92可通过在焊接过程中沉积的焊接材料94固定到金属板58。焊接材料94可设置在金属板58的位于中心的孔72内并且从其延伸出来。或者，金属片92可通过诸如螺钉、螺栓或铆钉的紧固件固定到金属板58。
单独的复合结构84或结构部件90(包括复合结构84)可用于构建车辆车架或车身的各种结构部件，包括纵向延伸构件、横向延伸构件(例如，横梁)、竖直延伸构件、面板等。更具体地，单独的复合结构84或结构部件90可用于构建汽车白车身结构的各种部件。白车身结构可包括车顶纵梁、柱(例如，A柱、B柱、C柱、D柱等)、纵梁、前梁、后梁、门槛板、滑柱支座(strut tower)、车顶横梁、底板横梁、底板面板、车顶面板、防火墙、散热器芯支架或车辆白车身结构或本领域已知的框架的任何其他部件。
参考图7，所示为形成复合结构84和/或结构部件90的方法100。方法100可在步骤102开始，其中金属板58经预处理以促进金属板58和未固化塑料材料74(以及最终的固化塑料82)之间的粘附。金属板58可涂覆有便于粘附的材料或通过改变金属板的表面性质以促进粘附的化学工艺进行预处理。方法100然后前进到步骤104，其中金属板58设置在模具64的第一侧62上，使得金属板58的第一侧66接触模具64的第一侧62，同时金属板58的第二侧68保持暴露。然后在步骤106，将未固化塑料材料74放置为与金属板58的第二侧68接触。在步骤106，未固化塑料材料74也可渗入金属板58的所述至少一个孔口60。如上所述，步骤106可通过在将未固化塑料材料74放置在模具64的第二侧面76上同时金属板58设置在模具64的第一侧62上之后关闭模具64实现。或者，如上所述，步骤106可通过在关闭模具64之后同时金属板58设置在模具64的第一侧62上通过注射模制工艺将未固化塑料材料74注入到模具64中实现。在将未固化塑料材料74放置为与金属板58的第二侧68接触后，然后在步骤108，将未固化塑料材料74固化并转化成固化塑料材料82。一旦固化，固化塑料材料82的一些部分可填充所述至少一个孔口60的空隙。
一旦在步骤108对塑料材料进行固化，方法100前进到步骤110，如上所述，其中金属片92相对于金属板58设置在固化塑料材料82的相对侧上。然后在步骤112，将金属片92固定到金属板58(或更具体地，金属板58的位于中心的偏移部78)。如上所述，金属片92可通过焊缝或紧固件固定到金属板58。应当理解，图7中的流程图仅用于说明的目的，并且方法100不应解释为限于图7中的流程图。方法100的一些步骤可重新排列，而其他步骤可完全省略。
在说明书中所用的措词是用于说明而不是用于限制，且应了解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可进行多种更改。如上所描述，各种实施例的特征可加以结合以形成未详细描述或是说明的本实用新型的进一步的实施例。尽管各种实施例可以被描述为相对于一个或多个期望的特性而言提供了优点或者优于其他实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，一个或多个特征或特性可能折中以实现期望的整体系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。因此，描述为相对于一个或多个特性相比于其它实施例或现有技术实施方式不太理想的实施例不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是理想的。

Claims (10)

1.一种车辆车身结构构件，其特征在于，包括：
金属盘，所述金属盘具有外部周界并且限定延伸穿过所述金属盘的厚度的至少一个孔口；
固定到所述金属盘的固化塑料片，所述固化塑料片延伸到所述外部周界之外并且进入所述至少一个孔口中；以及
金属片，所述金属片相对于所述金属盘设置在所述固化塑料片的相对侧上并且固定到所述金属盘。
2.根据权利要求1所述的车辆车身结构构件，其特征在于，所述至少一个孔口包括由所述金属盘限定的至少一个通孔。
3.根据权利要求2所述的车辆车身结构构件，其特征在于，所述至少一个通孔包括相对于所述外部周界均匀间隔开的多个通孔。
4.根据权利要求1所述的车辆车身结构构件，其特征在于，所述至少一个孔口包括沿着所述金属盘的所述外部周界由所述金属盘限定的至少一个凹口。
5.根据权利要求1所述的车辆车身结构构件，其特征在于，所述金属盘包括延伸到所述固化塑料片中的偏移部，并且所述金属片固定到所述偏移部。
6.根据权利要求5所述的车辆车身结构构件，其特征在于，所述偏移部焊接到所述金属片，以便将所述金属片固定到所述金属盘。
7.根据权利要求1所述的车辆车身结构构件，其特征在于，所述金属盘包括位于中心的孔。
8.根据权利要求7所述的车辆车身结构构件，其特征在于，设置在所述位于中心的孔内并从所述位于中心的孔延伸出的焊接材料将所述金属片固定到所述金属盘。
9.一种复合结构，其特征在于，包括：
金属板，所述金属板具有外部边界和朝向第一侧突出的位于中心的偏移部，所述金属板限定延伸穿过所述金属板的厚度的至少一个孔口；以及
固定到所述金属板的所述第一侧的固化塑料片，所述固化塑料片延伸到所述外部边界之外并且进入所述至少一个孔口中。
10.根据权利要求9所述的复合结构，其特征在于，进一步包括金属片，所述金属片相对于所述金属板设置在所述固化塑料片的相对侧上并且固定到所述金属板的所述位于中心的偏移部。
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