CN217396191U - 金属插件和包含该金属插件的机动车辆部件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种金属插件(2)和包含该金属插件的机动车辆部件(4)，所述机动车辆部件(4)由热固性塑料制成，所述金属插件(2)包括设置为准许所述金属插件(2)在模具中变形的至少一个机械弱化区域(16)。

Description

金属插件和包含该金属插件的机动车辆部件
技术领域
本实用新型涉及由热固性材料制成的包括金属插件的车辆部件，更具体而言，涉及用于机动车辆的增强件。
背景技术
某些机动车辆的车身面板由塑料制成，更具体而言，由热塑性材料制成。可例如列举包括由热塑性材料制成的内板(或衬里)的机动车辆尾门的例子，该热塑性材料通常含有增强纤维，例如含有滑石或玻璃纤维，以提高其强度特性。这同时在制造(注射模制)的便利性方面和尾门的最终重量(尾门将变轻)方面表现出优点。
尾门衬里在其制造期间遭受众多机械应力(其主要为模制工艺固有的几何变形)并且在其组装到车辆上之后在使用尾门衬里时遭受机械应力。
为了更好地承受车辆上的机械工作力，内部衬里一般通过由板材制成的增强元件来增强，增强元件通过传统的切割、冲压和冲孔工艺获得。这些增强元件可以在铰链、球窝节或锁件区域处，被包覆模制在衬里的热塑性材料中，以减轻由设备(铰链、作动筒、止挡件或密封件)产生的造成变形的各种力。包覆模制的增强件的鲁棒性效率(efficacité enrobustesse)取决于车身部件与增强件之间的机械联接的质量。
然而，金属增强件的制造是对一个或多个板材元件的各种切割、折叠、冲压和焊接操作的结果，并且这些增强件相对于对塑料尾门所期望的整体轻量化而言仍意味着大重量。
可替代地，可由热固性塑料制成增强件。这些增强件具有比金属增强件更轻的优点。它们通常被包覆模制在由热塑性材料制成的车身面板中。它们却因此不含金属。然而，在增强件处存在可通达的金属部分具有一个甚至多个用处。可例如列举以下有益之处：
-金属部分可用作在受极大应力的区域(像例如铰链区域)处的额外增强件(这甚至可能会在尾门铰链区域中是必不可少的)：金属部分会用于将尾门固定在车辆结构上，通过获得“金属对金属”类型的局部固定接口，来确保随着时间推移仍具最佳功能；
-金属增强插件可用于确保它所位于的区域中的导电性；和
-金属增强插件可允许确保机器人的自动操作和/或通过在车身面板的模具中磁化增强件而将增强件维持在车身面板的模具中。该插件因此由钢制成以允许这样的磁化。
出于上述原因，可以在将由热固性材料制成的增强件包覆模制在由热塑性材料制成的机动车辆车身面板中之前或之后添置一个或多个金属部件。然而，这需要在增强件或面板处返工的步骤，这意味着生产时间的浪费和制造成本的增加。
在由热固性材料制成的增强件中包覆模制金属部分则会是合适的。然而，这遇到了如何在增强件模具中布置这些金属部分的问题。
实际上，相对于注射模制，热固性材料的压缩模制的特殊之处在于：模具的两个部分不是自模制开始就一个闭合在另一个上的，这不允许在整个模制期间将增强件牢固地维持锁定在模具的凸模与凹模之间。
而且，由例如SMC(即片状模塑料，英文“Sheet Molding Compound”)的热固性材料模制而成的增强件的厚度可变化大约+/-0.2毫米，这是由于压缩模制本身的性质造成的。因此，包覆模制的金属部分可能会处于所不期望的位置，甚至遭受不期望的变形。因此获得令人不满意的结果。
此外，该问题不是增强件所特有的，而是任何包括至少一个金属插件以实现上述功能、由热固性塑料制成的部件都存在的。
实用新型内容
本实用新型的目的尤其在于解决上述技术问题。
本实用新型的主题在于一种由热固性塑料制成的机动车辆部件的金属插件，所述金属插件包括设置为准许所述金属插件在模具中变形的至少一个机械弱化区域。
根据该金属插件的单独或组合地采用的其它可选特征：
-所述金属插件包括在至少两个不同水平上延伸的至少一个支承部分和至少一个压缩部分以及连接所述支承部分与所述压缩部分的至少一个连接部分；
-在所述连接部分和/或所述支承部分处形成有至少一个机械弱化区域；
-在所述连接部分和/或所述支承部分处形成有至少一个厚度减小区域；
-在所述连接部分和/或所述支承部分处形成有至少一个预折叠区域；
-所述连接部分在所述支承部分与所述压缩部分之间延伸，但并不平行于所述支承部分与所述压缩部分；
-所述支承部分和/或所述压缩部分的用于与所述模具接触的至少一个面的形状与所述机动车辆部件的形状相同。这允许金属插件符合模具的形状并在所模制的部件上具有可见的面；和
-所述金属插件是机动车辆部件的优选地由钢制成的金属增强件。
本实用新型的主题还在于一种由热固性材料制成的机动车辆部件，其包括至少一个根据本实用新型的金属插件。
根据该机动车辆部件的单独或组合地采用的其它可选特征：
-所述金属插件的至少一个面在所述机动车辆部件的表面处可见。这允许将金属插件用作将包括该机动车辆部件的面板固定到车辆结构的金属元件的可能接口，用于确保导电性，或用于确保包覆模制的车辆部件在面板中的最佳布置；
-在所述机动车辆部件的表面处可见的所述金属插件的面包括至少一个贯穿镂空部。一个或多个贯穿镂空部可用于将面板固定在车辆结构上；和
-所述机动车辆部件是增强件，优选地是机动车辆尾门衬里的增强件。
本实用新型还提供了一种机动车辆部件的模制方法，所述机动车辆部件由热固性塑料制成并包括至少一个金属插件，所述金属插件具有允许其大致在所述机动车辆部件的整个厚度中延伸的形状，所述模制方法包括以下步骤：
-将所述金属插件和所述热固性塑料放置在模具中，并
-模制包括包覆模制的所述金属插件的所述机动车辆部件，由于所述模具闭合以模制所述机动车辆部件，所述金属插件在至少一个机械弱化区域处变形。
由此，如果处于闭合位置的模具的凹模与凸模之间的气隙(其对应于所模制的部件的最终厚度)小于金属插件在模制之前的高度，那么在最终制成的机动车辆部件的整个厚度中延伸的金属插件可在确定的区域处变形。这还允许设想金属插件从所模制的机动车辆部件的表面可通达。
这些机械弱化区域的存在允许确保金属插件能够以受控的方式(即在所选择的区域处，或以所选择的方式并在受掌控的变形和应力下)变形。
根据该模制方法的单独或组合地采用的其它可选特征：
-所述模具包括用于支承所述金属插件的至少一个第一支承表面，构成所述金属插件的一部分的至少一个支承部分在所述金属插件变形期间沿着所述第一支承表面滑动。变形的金属插件因此可相对于模具在专用区域中以可预见的方式移动；
-连接部分和/或形成所述金属插件的一部分的至少一个支承部分在所述模具闭合时变形；
-所述连接部分和/或形成所述金属插件的一部分的所述支承部分在至少一个预折叠区域处变形；
-所述连接部分和/或形成所述金属插件的一部分的所述支承部分在至少一个厚度减小区域处变形；
-所述模具包括用于支承所述金属插件的至少一个压缩部分的至少一个第二支承表面，所述压缩部分的一面在所述模制步骤期间与所述第二支承表面直接接触。这允许保留至少一个在机动车辆部件的表面处可见的面。
附图说明
阅读以下仅作为示例性提供的并参照附图做出的说明，将更好地理解本实用新型，在附图中：
图1是根据本实用新型的第一实施方式的金属插件的正视图；
图2是图1的金属插件的沿着I-I剖面的剖视图；
图3是根据本实用新型的包括图1的金属插件的机动车辆部件的模具在处于最终闭合位置时的剖视图，该剖视图沿着类似于I-I剖面的剖面；
图4是金属插件在模制之前(左侧部分)和模制之后(右侧部分)的剖视图；
图5a是根据本实用新型的第二实施方式的第一变型的金属插件的剖视图；
图5b是根据本实用新型的第二实施方式的第二变型的金属插件的剖视图；
图5c是根据本实用新型的第二实施方式的第三变型的金属插件的剖视图。
具体实施方式
现在参照图1，其示出了用于机动车辆部件4(在图3中可见，但仍处于模具中，该模具处于最终闭合位置)的金属插件2，例如用于车身面板的由热固性材料制成的增强件的金属固定件。
该金属插件2用于被包覆模制在由热固性材料制成的机动车辆部件4中。金属插件2具有允许其在机动车辆部件4的整个高度上延伸的形状，并优选地至少部分地可通达到机动车辆部件4的表面。这指的是即使金属插件2的厚度小于机动车辆部件4的厚度，它的例如分层级的形状仍允许它在机动车辆部件4的整个高度上延伸。如上所述，该可通达性允许执行不同的功能，像例如用作用于将车身面板固定到车辆结构的固定接口、用作导电体或用作通过磁化(与永磁体或电磁体协作)将机动车辆部件4定位在模具中的定位元件，为此，金属插件2由钢制成。金属插件2可由铜或由铝来代替钢制成。材料的选择可由可通达的金属插件2的功能决定或在减轻所模制的机动车辆部件4的逻辑中决定。
在示出本实用新型的第一实施方式的图1和2所示的示例中，金属插件2包括在两个相互平行的不同平面中(因此在两个水平上)延伸的三个平的部分，以及连接这些平的部分的两个连接部分12和14，在连接部分12和14处形成有机械弱化区域16(机械弱化区域16的数量以及它们的位置和它们的形状可以变化)。更具体而言，机械弱化区域16可由设置在连接部分12和14处的并在所示示例中在金属插件2横向方向上制成的孔形成。这些孔用于被热固性材料贯穿。
当然，上述的三个部分不一定要是平的，它们的数量可变化，正如它们的延伸平面的数量一样。金属插件可包括至少一个用于与模具的第一部分的第一支承表面34协作的支承部分6或10，和至少一个用于与模具的第二部分的第二支承表面42协作的压缩部分8，模具的第一部分为所示(且在下文中说明的)示例中的模具的凹模26，模具的第二部分为所示(且在下文中说明的)示例中的模具的凸模28。凹模26和凸模28可调换，凹模26承载第二支承表面42而凸模28承载第一支承表面34。这会在下文中说明。
而且，所述一个或多个机械弱化区域16不一定要布置在连接部分12和14处(它们可位于支承部分6或10处)，并且不一定要由孔形成。例如，图5a至5c示出了第二实施方式的三个变型，其中，在模制之前(用虚线示出)的金属插件2在连接部分12(图5b和5c)处或在支承部分6处(图5a)，包括至少一个预折叠区域18。显然，这些预折叠区域可以具有不同形状(明显的褶或者弯曲区域)、不同数量，并可以由任何支承或连接部分承载。至于孔的形成也是同样的，图1示出了位于连接部分12和14上的两个形状不同的孔。最后，机械弱化区域16可以由厚度更薄的区域形成。
在任何情况下，该一个或多个机械弱化区域16都准许金属插件2在机动车辆部件4的模制期间变形(如在下文中可见的那样)，因此在金属插件2的允许获得该可预见的变形的区域处被布置在金属插件2处。
优选地，金属插件2包括至少一个贯穿镂空部20，在所示示例中为两个，它们设置在平的部分8中。这些贯穿镂空部20用于被存在于机动车辆部件4的模具中的维持凸部22(例如插脚)贯穿。该协作有助于金属插件2在模具中的精确定位。贯穿镂空部20也可设置在平的部分6和10处。
贯穿镂空部20可以具有与维持凸部22的形状互补的形状，例如圆形，以与管状的维持凸部22协作。
至少一个贯穿镂空部20具有长形形状同时与管状的维持凸部22协作也是可行的。这允许对金属插件2在模具中且在平行于金属插件2的纵轴线的方向上变形进行引导。
仍是为了对金属插件2在模具中的变形进行引导，该金属插件可包括引导槽24。这些引导槽布置为与设置在模具中的引导销(未示出)协作。在平行于金属插件2的纵轴线的方向上延伸的金属插件2的侧壁也可能够引导该金属插件。所有这些元件尤其有助于避免金属插件2在模具中转动。
如上所述，金属插件2用于被包覆模制在机动车辆部件4中，该机动车辆部件可随后用作例如由热塑性材料制成的车身面板的增强件。它可以是尾门衬里，该尾门衬里具有布置在铰链、球窝节或锁件区域处的一个或多个增强件，以缓和由各设备(作动筒、止挡件或密封件)产生的造成变形的各种力。
该增强件可例如被包覆模制在车身面板中或通过本领域技术人员已知的任何方式(胶合、铆固等)添置在其上。
优选地，金属插件2的至少一个面在机动车辆部件4的表面处可见。如上所述，这可用于以下方面：
-通过利用该机动车辆部件4(在此为增强件)的刚性极大的部分(即金属插件2)，将车身面板固定到车辆结构，例如将尾门在铰链区域处固定到车辆结构，
-利用金属插件2确保导电性，或
-利用金属插件2磁化处于用于模制车身面板的模具中的机动车辆部件4。
甚至可考虑金属插件2的多个部分的多个面是可见的，例如从机动车辆部件4的两侧可见。在任何情况下，用于与模具接触的支承部分6、10和/或压缩部分8的至少一个面的形状可以与机动车辆部件4的形状相同。
金属插件2的在机动车辆部件4的表面处可见的一个(或多个)面可以包括至少一个贯穿镂空部分20。贯穿镂空部20由此可具有两个功能：第一个功能是通过与维持凸部22相互作用，在模具中定位金属插件2；第二个功能是通过这些贯穿镂空部20，固定包括由机动车辆部件4形成的一个或多个增强件的车身面板。可例如举出如下实例：借助于贯穿镂空部20，螺固用于尾门的铰链，为了使得该区域更牢固，金属基部的存在是优选的。
现在将说明允许获得包括至少一个金属插件2的由热固性材料制成的机动车辆部件4的方法。
第一步在于将金属插件2以及热固性材料布置在模具中，例如在模具的凹模26中。可首先将金属插件2布置在模具中，然后添加热固性材料(考虑到了尤其是金属插件的尺寸和形状，预先切割了样板)。由此避免了在金属插件2与模具之间所期望的接触区域处布置热固性材料，如下文所述那样。首先布置金属插件2还允许金属插件2升温，以有利于热固性材料在金属插件2上的附着和避免热固性材料开始聚合化。根据在布置热固性材料之前将金属插件2布置在模具中所涉及的限制，布置顺序可以不同。
通常竖直地布置模具(用于压缩模制)，贯穿镂空部20与维持凸部22之间的相互作用允许保证在将金属插件2放置在模具中时良好的布置。而且，所模制的机动车辆部件4由此包括贯穿孔20，这些贯穿孔20可用于之后将机动车辆部件固定到车身面板，或将车身面板固定到机动车辆结构。
随后的步骤在于通过在模具闭合过程中压缩以使机动车辆部件4成型。这里涉及的是模具闭合的步骤，其包括凸模28相对于凹模26移位至最终闭合位置的时间。模具的凸模28在凹模26上闭合。模具中的热固性材料的量会决定凹模26与凸模28之间的气隙。所形成的机动车辆部件4的厚度由此是可变的，金属插件2的高度被选择为大于机动车辆部件4的期望厚度。
所获得的机动车辆部件4的厚度因此由于压缩模制而变化，如上所述那样。通过比较图4示出的两个金属插件2(左侧为在模制之前处于模具外，右侧为在模制之后)，厚度的变化是可见的，从中可观察到在模制之前的金属插件2(左侧部分)的高度32大于在机动车辆部件4的模制之后的金属插件2的高度33，高度33对应于模具闭合之后凹模26与凸模28之间的气隙30。在机动车辆部件4的整个厚度上延伸的金属插件2(支承部分6和10和压缩部分8与凹模26或凸模28接触)，该金属插件会经历变形，由于至少一个机械弱化区域16的存在，该变形是可预见的。
由此，在图4中可见其平的部分6和8的金属插件2已经经历了变形，而该变形不改变其一个或多个后续的功能，如将在下文中所述那样。
根据本实用新型的第一实施方式，为了获得金属插件2在模具的厚度中的该变形，该模具可包括例如凹模26的与支承部分6和10相对的第一支承表面34，和凸模28的与压缩部分8相对的第二支承表面42，金属插件2的这些部分可在机动车辆部件4上保持可见。根据本实用新型的第一实施方式，支承部分6和10可在金属插件2变形时，沿着第一支承表面34滑动。换句话说，在金属插件2在模具的厚度中变形时，模具准许金属插件2通过其端部在凹模26的第一支承表面34上滑动，以便由金属插件2的延长来补偿金属插件2的高度减小，该延长是由机械弱化区域16准许的。
凹模26的第一支承表面34的尺寸可以设置为准许金属插件2在确定的极限内延长。为此，在图3中可观察到存在止挡件36，其形成了凹模26的第一支承表面34的终点，止挡件相对于金属插件2的位置(即由支承部分6和10形成的金属插件2的端部和止挡件36之间的距离)确定了金属插件2被准许的最大延长。
在图4中可见该滑动的结果，在该图中，金属插件2的初始长度38(即在模制之前)小于金属插件2的最终长度40(即在模制之后的，或当模具处于如图3所示的最终闭合位置时)。因此，该长度变化与前述的厚度变化相关。
根据图5a至5c中可见的本实用新型的第二实施方式的变型(这些变型对应于借助于至少一个预折叠区域18的存在而折叠变形)，在模具闭合时，至少一个支承区域6、10和/或至少一个连接区域12、14变形。该变形对应于预折叠区域18的预先折叠的增大。预折叠区域18可在模制之前包括褶或甚至弯曲。
在该实施方式中，在模制之前的金属插件2的高度32大于该同一金属插件2在模制之后的高度33。然而，该高度的减小已经被金属插件2在所述一个或多个预折叠区域18处的变形所补偿。由此，金属插件2没有产生任何延长。显然，可以将本实用新型的第一和第二实施方式结合在同一金属插件2中，例如支承部分6和10抵着支承表面34滑动，然后当支承部分6和10抵住止挡件36后，金属插件2变形。
模具可包括例如凸模28的至少一个第二支承表面42，其用于金属插件2的至少一个压缩部分8，该压缩部分8的一面在模制步骤期间与第二支承表面42直接接触(并因此通过该第二支承表面42，与热固性塑料隔离)。为此，在图1中可观察到凸模28的第二支承表面42在压缩部分8上的支承区域44的图示。
由此，由于与压缩部分8直接接触，凸模28的第二支承表面42的存在允许保证压缩部分8的所述面在机动车辆部件4的表面处是可见的，而不被例如塑料层覆盖，原因如上所述，例如为了让包括贯穿镂空部20的压缩部分8在机动车辆部件4表面处可通达。观察图1，可以说：压缩部分8的位于支承区域44的图示内的区域在模制机动车辆部件4期间不会被热固性材料覆盖。
如图3所示，凸模28的第二支承表面42可仅覆盖被隔离的部分(在此为压缩部分8的一部分)的周边。
可考虑让所述一个或多个第一支承表面34也起到如下作用：隔离支承表面6和10的与之接触的面的至少一部分，以让这些面在所模制的机动车辆部件4表面处可通达。
本实用新型不限于所说明的实施方式，对于本领域技术人员而言，其它实施方式会是显而易见的。
尤其可行的是，金属插件2的形状不同于在本申请中示出的具有三个平的部分的形状。还可行的是，改变贯穿镂空部、引导槽或机械弱化区域的形状、数量或位置。
附图标记列表
2：金属插件
4：机动车辆部件
6、10：支承部分
8：压缩部分
12、14：连接部分
16：机械弱化区域
18：预折叠区域
20：贯穿镂空部
22：维持凸部
24：引导槽
26：凹模
28：凸模
30：凹模与凸模之间的气隙
32：金属插件在模制之前的高度
33：金属插件在模制之后的高度
34：模具的第一支承表面
36：止挡件
38：金属插件的初始长度
40：金属插件的最终长度
42：模具的第二支承表面
44：凸模的第二支承表面的支承区域。

Claims (14)

1.一种金属插件(2)，用于机动车辆车身面板的机动车辆部件(4)，所述机动车辆部件(4)由热固性塑料制成，其特征在于，所述金属插件(2)包括设置为准许所述金属插件(2)在模具中变形的至少一个机械弱化区域(16)。
2.如权利要求1所述的金属插件(2)，其中，所述金属插件(2)包括在至少两个不同水平上延伸的至少一个支承部分(6、10)和至少一个压缩部分(8)以及连接所述支承部分(6、10)与所述压缩部分(8)的至少一个连接部分(12、14)。
3.如权利要求2所述的金属插件(2)，其中，在所述连接部分(12、14)和/或所述支承部分(6、10)处形成有至少一个机械弱化区域(16)。
4.如权利要求3所述的金属插件(2)，其中，在所述连接部分(12、14)和/或所述支承部分(6、10)处形成有至少一个厚度减小区域。
5.如权利要求3或4所述的金属插件(2)，其中，在所述连接部分(12、14)和/或所述支承部分(6、10)处形成有至少一个预折叠区域(18)。
6.如权利要求2至4中任一项所述的金属插件(2)，其中，所述连接部分(12、14)在所述支承部分(6、10)与所述压缩部分(8)之间延伸，但并不平行于所述支承部分(6、10)与所述压缩部分(8)。
7.如权利要求2至4中任一项所述的金属插件(2)，其中，所述支承部分(6、10)和/或所述压缩部分(8)的用于与所述模具接触的至少一个面的形状与所述机动车辆部件(4)的形状相同。
8.如权利要求1至4中任一项所述的金属插件(2)，其中，所述金属插件(2)是机动车辆部件的金属增强件。
9.如权利要求8所述金属插件(2)，其中，所述金属插件(2)是机动车辆部件的由钢制成的金属增强件。
10.一种机动车辆部件(4)，其特征在于，所述机动车辆部件(4)由热固性材料制成，并包括至少一个如权利要求1至7中任一项所述的金属插件(2)。
11.如权利要求10所述的机动车辆部件(4)，其中，所述金属插件(2)的至少一个面在所述机动车辆部件(4)的表面处可见。
12.如权利要求11所述的机动车辆部件(4)，其中，在所述机动车辆部件(4)的表面处可见的所述金属插件(2)的面包括至少一个贯穿镂空部(20)。
13.如权利要求10至12中任一项所述的机动车辆部件(4)，其中，所述机动车辆部件(4)是增强件。
14.如权利要求13所述机动车辆部件(4)，其中，所述机动车辆部件(4)是机动车辆尾门衬里的增强件。
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