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CN109803876A - 机动车的弓形架 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车的弓形架，其包括纤维增强塑料上带(2)、纤维增强塑料下带(3)和连接所述塑料上带以及所述塑料下带(3)的注塑肋结构(4)，其中，所述注塑肋结构注射到塑料下带(3)和塑料上带(2)上。

Description

机动车的弓形架
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的弓形架。
背景技术
弓形架多年来一直用于汽车工程中。它们尤其是用作用于加强特定区域、如垂直柱(A柱、B柱、C柱)或车顶结构的空心体。
已知的汽车工程的弓形架可完成其任务，但相对昂贵并且具有很大重量。例如使用编织构件、多壳湿压构件或在内高压成型工艺中产生的空间体。
发明内容
因此，本发明所基于的任务在于提供一种用于机动车的弓形架，其具有高刚度并且可大规模生产。
该任务通过根据权利要求1的特征组合来解决。
根据本发明提出一种机动车的弓形架，其包括纤维增强的塑料上带、纤维增强的塑料下带和连接塑料上带以及塑料下带的注塑肋结构。根据本发明的弓形架尤其是构造为B柱弓形架。注塑肋结构注射到塑料下带和塑料上带上，并且在一种有利的实施变型中在沿该弓形架纵向方向的侧向横截面中看具有相对于塑料下带和塑料上带成角度延伸的加强接片。在该侧向横截面中看每两个相邻的成角度的加强接片与塑料下带或塑料上带分别形成一个构造为三角形的局部加强单元。加强接片直接连接塑料下带和塑料上带。
这种弓形架相应于CFRTP构件(CFRP＝碳纤维增强塑料)，在其中由纤维增强塑料、优选具有热塑性基体的纤维增强塑料制成的上带和下带与注塑肋结构在注塑模具中相连接。在一种优选实施方式中，注塑肋结构由热塑性塑料制成。
在一种实施变型中，塑料上带和塑料下带由连续材料制成并且根据希望的沿纵向方向的延伸长度被截为预定长度的弓形架。作为材料尤其是使用CFK(碳纤维增强塑料)。
在本发明的一种实施方式中规定，注塑肋结构的加强接片在沿该弓形架的横向方向的整个宽度上延伸。此外，塑料上带和塑料下带在注塑肋结构的整个宽度上延伸。作为宽度在此定义垂直于纵向方向且垂直于厚度方向的方向。
此外，在一种实施变型中规定，每两个相邻的加强接片相互成角度延伸并且在塑料下带或塑料上带上在连接点处相连接。在此加强接片在所述连接点处注射到塑料下带或塑料上带上。通过所述连接点，加强接片不仅与塑料下带或塑料上带连接而且也彼此连接，并且实现桁架式力分布，在此所述连接点用作节点。加强接片优选相对于塑料上带和塑料下带之间的垂直连接以30-60°角、进一步优选以40-50°角延伸。
在弓形架的一种有利实施方式中，在弓形架的纵向方向上看重复设有多个加强单元。相应加强单元的每个单独的加强接片在此在弓形架的整个宽度上延伸。此外，每两个彼此相交的成角度的加强接片在一个连接点处固定在塑料上带或塑料下带上。
此外，在制造技术方面有利的是，所述多个加强单元沿纵向方向看分别彼此间隔开地设置。这意味着，加强接片沿纵向方向看并不连续，而是在每两个相互成角度的加强接片之后设置间距。为了能够按照注塑工艺在纤维增强塑料下带和纤维增强塑料上带之间设置注塑肋结构，将塑料下带和塑料上带置入包括模具上部和模具下部的注塑模具中。模具上部和模具下部分别具有用于从侧面嵌接到塑料下带和塑料上带之间的嵌接装置。所述嵌接装置具有互补的形状，其具有预定的相互偏移作为注射空隙，塑料被注射到所述注射空隙中。随后能够再次从侧面将嵌接装置从塑料下带和塑料上带之间的区域抽出。
为了确保在弓形架沿纵向方向的长度上具有均匀的刚度，一种有利的实施方式在于，加强单元相同地构造。
为了将弓形架接合到邻接的机动车部件上，弓形架在其相应纵向端部上具有固定元件，所述固定元件沿纵向方向在一定区段上包围塑料下带和塑料上带或形锁合地例如通过固定接片接合在其上并且可固定在其上。在一种实施例中，固定元件构造为端封或边缘套筒，其例如粘接在塑料下带和塑料上带上。在一种替代实施方式中，可使用穿孔的深拉元件、优选穿孔的深拉板，其用塑料注塑包封并且与弓形架形成形锁合连接。
附图说明
本发明的其它有利扩展方案在从属权利要求中示出或在下面结合参考附图对本发明优选实施例的说明详细示出。附图如下：
图1是B柱弓形架的透视图；
图2是B柱弓形架的侧视图；
图3是用于制造根据图1或图2的B柱弓形架的模具。
具体实施方式
附图是示例性的。在所有附图中相同的附图标记表示相同的部件。
图1以透视图示出机动车的弓形架1，其构造为B柱弓形架。弓形架1是多件式的并且包括纤维增强的塑料上带2、纤维增强的塑料下带3和注塑肋结构4，通过该注塑肋结构4直接连接塑料上带2和塑料下带3。在弓形架1的沿纵向方向看的外边缘上固定有构造为固定元件且搭接塑料上带2和塑料下带3的穿孔深拉板8，其接片形锁合地搭接塑料上带2和塑料下带3的上侧和下侧，但侧面区域保持敞开。通过边缘套筒8，弓形架1可安装在车辆中。还可在弓形架1上固定其它构件。
注塑肋结构4通过在图3中示意性示出的模具被注射到塑料上带2和塑料下带3上并且具有沿纵向方向看重复的、通过加强接片5形成的屋顶结构，其通过在侧向横截面中看相对于塑料下带3和塑料上带2成角度延伸的加强接片5形成。每两个相邻的加强接片5在塑料下带3上的连接点7处彼此相交、彼此连接并且被注射在塑料下带3上。在侧视图中，每两个相连的加强接片5与塑料上带2分别形成一个构造为三角形的局部加强单元6。
根据图2的实施方式与图1相同，区别仅在于每两个相连的加强接片5与塑料下带3分别形成构造为三角形的局部加强单元6。在这两种实施方式中，在弓形架1的纵向方向上看重复设置多个相同构造的且彼此间隔开的加强单元6。另外，在图2中可清楚地看到，弓形架1在其沿纵向方向的延伸长度上是弯曲的，曲率分别向外边缘区段增加。
加强接片5分别是板状的并且分别对称地相对于塑料上带2和塑料下带3之间的垂直连接以50°角从塑料上带2延伸到塑料下带3。通过加强接片5形成的注塑肋结构4在沿弓形架1的横向方向的整个宽度上延伸并且在上侧和下侧被塑料上带2和塑料下带3完全面状地覆盖。塑料上带2和塑料下带3的外表面是平坦且平面的。
图3示意性示出用于在塑料上带2和塑料下带3上注射注塑肋结构4的模具。该模具包括模具上部11和模具下部12，它们分别具有侧向嵌接结构13，所述嵌接结构从侧面嵌接到置入模具中的塑料上带2和塑料下带3之间的空间中并且彼此提供注射空隙，然后将热塑性材料20注射到其中以形成注塑肋结构4。随后再次从侧面将嵌接结构13从塑料下带2和塑料上带3之间的区域抽出并且从模具中取出弓形架1。
本发明的实施不局限于上面所给出的优选实施例。相反，可想到多种变型方案，其在完全不同类型的实施中使用所示解决方案。例如也可在弓形架1上设置替代连接装置、尤其是可螺接的法兰。

Claims (10)

1.机动车的弓形架，包括纤维增强的塑料上带(2)、纤维增强的塑料下带(3)和连接所述塑料上带以及所述塑料下带(3)的注塑肋结构(4)，其中，所述注塑肋结构注射到所述塑料下带(3)和所述塑料上带(2)上。
2.根据权利要求1所述的弓形架，其特征在于，所述注塑肋结构(4)在侧向横截面中看具有相对于所述塑料下带(3)和所述塑料上带(2)成角度延伸的加强接片(5)，在该侧向横截面中看每两个相邻的成角度的加强接片(5)与所述塑料下带(3)或所述塑料上带(2)分别形成一个构造为三角形的局部加强单元(6)。
3.根据权利要求1或2所述的弓形架，其特征在于，所述注塑肋结构(4)的加强接片(5)在沿该弓形架(1)的横向方向的整个宽度上延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的弓形架，其特征在于，每两个相邻的加强接片(5)相互成角度地延伸并且在所述塑料下带(3)或所述塑料上带(2)上在连接点(7)处相连接，所述加强接片(5)在所述连接点(7)处注射到所述塑料下带(3)或所述塑料上带(2)上。
5.根据前述权利要求中任一项所述的弓形架，其特征在于，沿该弓形架(1)的纵向方向看重复设有多个加强单元(6)。
6.根据前一权利要求所述的弓形架，其特征在于，所述多个加强单元(6)沿纵向方向看分别彼此间隔开地设置。
7.根据前述权利要求4至5中任一项所述的弓形架，其特征在于，所述加强单元(6)相同地构造。
8.根据前述权利要求中任一项所述的弓形架，其特征在于，所述加强接片(5)相对于所述塑料上带(2)和所述塑料下带(3)之间的垂直连接以30-60°角延伸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的弓形架，其特征在于，该弓形架在其各个纵向端部上具有由钢板制成的固定元件，所述固定元件在注塑工艺中形锁合地接合到所述塑料下带(3)和所述塑料上带(2)上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的弓形架，其特征在于，该弓形架构造为B柱弓形架。
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