支架結(jié)構(gòu)和用于制造支架結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的支架結(jié)構(gòu)、尤其是用于機(jī)動(dòng)車的車橋支架以及用于制造此類支架結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了容納底盤構(gòu)件，例如導(dǎo)桿、懸架等，機(jī)動(dòng)車(客車(PKW)和載重汽車(LKW))具有呈車橋支架或輔助框架形式的支架結(jié)構(gòu)。車橋支架將底盤構(gòu)件的負(fù)荷分配到車身的合適的聯(lián)接部位處并且在此同時(shí)還部分地提供底盤相對(duì)于車身的彈性解耦。彈性解耦在行駛舒適性和在行駛時(shí)出現(xiàn)的聲學(xué)效果方面特別有利。此外，車橋支架還作為底盤的裝配輔助工具用作預(yù)設(shè)模塊。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中車橋支架是已知的，其由金屬的焊接結(jié)構(gòu)構(gòu)成，例如以鋼板結(jié)構(gòu)類型或鋁鑄造結(jié)構(gòu)類型與型材相組合。此外，在現(xiàn)有技術(shù)中同樣已知車橋支架由纖維強(qiáng)化的塑料制成。
[0004]例如由DE 695 22 950 T3已知具有由纖維強(qiáng)化的塑料構(gòu)成的基本上呈Ω狀的底盤構(gòu)件的前懸掛結(jié)構(gòu)和/或后懸掛結(jié)構(gòu)，其集成在雙殼式的輔助框架中。輔助框架可在此由鋼、鋁或鎂制成。作為替代，輔助框架還可由纖維強(qiáng)化的塑料制成。
[0005]直到現(xiàn)在，由于在已知的輔助框架或車橋支架的力引入部位處的機(jī)械特性(例如強(qiáng)度和剛度)方面的復(fù)雜要求，尚不存在用于經(jīng)濟(jì)的大批量制造的解決方案。尤其在此有問題的是，已知的結(jié)構(gòu)需要例如呈橡膠軸承形式的彈性軸承，該彈性軸承必須構(gòu)造成使其平行于車輛縱軸線具有很高的彈性，然而垂直于車輛縱軸線具有很高的剛度。此外，關(guān)于已知結(jié)構(gòu)的附加的缺點(diǎn)是，在由纖維強(qiáng)化的塑料構(gòu)成的車橋支架或輔助框架中在角部處在制造時(shí)出現(xiàn)突出很多的材料，其必須在附加的方法步驟中除去，尤其是切去。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種支架結(jié)構(gòu)、尤其是用于機(jī)動(dòng)車的車橋支架，其可經(jīng)濟(jì)地制成并且尤其在支架結(jié)構(gòu)的力引入部位處仍然滿足機(jī)械的要求。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種用于這種支架結(jié)構(gòu)的相應(yīng)的制造方法。
[0007]該目的通過具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的支架結(jié)構(gòu)和具有根據(jù)權(quán)利要求15的特征的用于制造支架結(jié)構(gòu)的方法實(shí)現(xiàn)。在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0008]提供了一種支架結(jié)構(gòu)、尤其是用于機(jī)動(dòng)車的車橋支架，該支架結(jié)構(gòu)作為單殼或多殼式構(gòu)造的框架元件由纖維強(qiáng)化的塑料制成，其中，框架元件具有至少一個(gè)彈性的聯(lián)接部位以用于聯(lián)接到機(jī)組處，其中，至少一個(gè)彈性的聯(lián)接部位與框架元件構(gòu)造成一體。通過與框架元件構(gòu)造成一體式的彈性的聯(lián)接部位的配置可在同時(shí)滿足對(duì)支架結(jié)構(gòu)的很高的機(jī)械要求的情況下保證經(jīng)濟(jì)的制造。通過彈性地構(gòu)造聯(lián)接部位本身還避免附加的橡膠軸承，這進(jìn)一步改善制造方法的經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)橐环矫婵晒?jié)省用于附加的橡膠軸承的成本，并且另一方面還可取消用于裝配橡膠軸承的附加的制造步驟。
[0009]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，支架結(jié)構(gòu)具有至少兩個(gè)彈性的聯(lián)接部位，尤其是四個(gè)彈性的聯(lián)接部位。設(shè)置的彈性的聯(lián)接部位的數(shù)量可根據(jù)使用領(lǐng)域或?qū)χЪ芙Y(jié)構(gòu)的要求改變。
[0010]根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方式，框架元件雙殼式地構(gòu)造，尤其構(gòu)造成帶有上殼和下殼，其中，在上殼和下殼之間形成空腔。然而，作為替代，框架元件還可單殼式地構(gòu)造有敞開的輪廓，這節(jié)省材料成本并且使得上殼和下殼彼此接合(例如借助于粘接)的附加的步驟成為多余。
[0011]優(yōu)選地，框架元件具有基本上呈S形的截面。S形的構(gòu)造方案具有的優(yōu)點(diǎn)是，在粘合上殼和下殼時(shí)粘合可在基本上平坦的面上進(jìn)行。
[0012]此外，有利的是，至少一個(gè)彈性的聯(lián)接部位在機(jī)動(dòng)車的縱軸線的方向上基本上是彈性的并且在垂直于縱軸線的方向上基本上是剛性的。通過在車輛縱向方向上的很高的彈性實(shí)現(xiàn)沿著車輛縱軸線向后和向前的平行移動(dòng)，這用于例如在駛越行車道高低不平處時(shí)降低底盤的顛簸。在實(shí)踐中，移動(dòng)可最高為6mm。此外，應(yīng)注意的是，在彈性的聯(lián)接部位中的彈性通過支架結(jié)構(gòu)在彈性的聯(lián)接部位的區(qū)域中的很小的截面和很小的平面轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)現(xiàn)。而在橫向方向上的很高的剛度通過在構(gòu)造或作用為壓桿或拉桿的整個(gè)面中的力傳遞實(shí)現(xiàn)。這通過在支架結(jié)構(gòu)的側(cè)面中的塑料中的纖維的相應(yīng)走向確保。
[0013]優(yōu)選地，至少一個(gè)彈性的聯(lián)接部位通過紡織褶皺形成產(chǎn)生，這簡(jiǎn)化了制造方法。
[0014]優(yōu)選地，纖維強(qiáng)化的塑料利用長(zhǎng)纖維的和/或長(zhǎng)絲的塑料纖維(有機(jī)板)強(qiáng)化。尤其是長(zhǎng)絲在紡織的褶皺形成方面是有利的。
[0015]同樣有利的是，框架元件在至少一個(gè)彈性的聯(lián)接部位的區(qū)域中構(gòu)造成逐漸變細(xì)。尤其地，在此通過上殼和下殼形成的空腔在連接到車輛車身處的區(qū)域中根據(jù)對(duì)聯(lián)接剛度的要求構(gòu)造成逐漸變細(xì)。這在駛越行車道高低不平處時(shí)還進(jìn)一步降低底盤的上文提到的顛簸。
[0016]根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方式，框架元件包括具有四個(gè)角部區(qū)段的基本上呈矩形的主體，其中，彈性的聯(lián)接部位在橫向于機(jī)動(dòng)車的縱軸線的方向上從每個(gè)角部區(qū)段突出。在此有利的是，彈性的聯(lián)接部位基本上布置在車輛橫向方向上或從支架結(jié)構(gòu)突出，從而由此可有效取代在現(xiàn)有技術(shù)中使用的橡膠軸承并且可實(shí)現(xiàn)上文提及的在車輛縱向方向上的彈性性會(huì)K。
[0017]然而，作為替代，框架元件可具有僅僅兩個(gè)彈性的聯(lián)接部位，該聯(lián)接部位此時(shí)通過弓架形元件連接。
[0018]另一優(yōu)點(diǎn)可由此實(shí)現(xiàn)，S卩，支架結(jié)構(gòu)構(gòu)造有加強(qiáng)元件，尤其構(gòu)造有加強(qiáng)筋，其中，加強(qiáng)元件由塑料壓制材料(例如長(zhǎng)纖維強(qiáng)化的熱塑性塑料或SMC/BMC(熱固性塑料))制成。由此有利地確保可滿足對(duì)支架結(jié)構(gòu)的很高的機(jī)械要求并且不會(huì)出現(xiàn)支架結(jié)構(gòu)的提前失效。塑料壓制材料可在內(nèi)部和/或在外部設(shè)置在框架元件處。紡織的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)可含有紗布、紡織物、編織物、針織物或墊子以及幾乎無(wú)盡的或切斷的長(zhǎng)纖維。紡織的半成品可以是干的或預(yù)浸漬的、含有混合紗線或含有用于固定干的層的粘合材料。為了建造和成形干的紡織的半成品，使用熱塑性的或反應(yīng)性的粘合劑、例如基于樹脂成分的熱塑性的或反應(yīng)性的粘合劑是有利的。作為樹脂，可使用熱塑性塑料，例如聚酰胺(PA)、聚砜(PS)、聚丙烯(PP)或PEEK。作為熱固性塑料，環(huán)氧樹脂、聚氨酯、乙烯基酯或混合的樹脂系統(tǒng)是合適的。作為生產(chǎn)過程，優(yōu)選可執(zhí)行用于預(yù)浸漬的半成品的熱壓和用于使用干的紡織半成品的復(fù)合材料液態(tài)模塑成型(LCM)工藝(R頂、RTM等等)。
[0019]根據(jù)另一優(yōu)選的實(shí)施方式，上殼和下殼借助于接合、尤其通過粘接、鉚接或螺紋連接，或通過焊接彼此連接。如果針對(duì)支架結(jié)構(gòu)使用熱塑性的材料，那么借助于超聲波、激光或振動(dòng)的焊接尤其是有利的。
[0020]空腔可由低密度的材料填滿，尤其由泡沫、蜂房狀材料或巴爾沙木填滿。這可在生產(chǎn)過程中有利地用來在一個(gè)步驟中成形上殼和下殼。
[0021]此外，根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于制造支架結(jié)構(gòu)的方法，其中，該方法包括以下步驟:制造紡織的半成品或由紡織強(qiáng)化的塑料制造半成品以用于形成包括具有四個(gè)角部區(qū)段的基本上呈矩形的主體的支架結(jié)構(gòu)；使紡織的半成品或由紡織強(qiáng)化的塑料制成的半成品從初始的第一周長(zhǎng)變形至相對(duì)于紡織的半成品或由紡織強(qiáng)化的塑料制成的半成品的參考平面偏移的更小的第二周長(zhǎng)；由在變形步驟中受擠壓的區(qū)域形成褶皺，以便成形至少兩個(gè)、尤其四個(gè)彈性的聯(lián)接部位和其他的通過褶皺形成的力引入部位。該方法特別經(jīng)濟(jì)，因?yàn)槿缟厦嬉呀?jīng)闡述的那樣，附加的橡膠軸承是多余的并且支架結(jié)構(gòu)可一體式地以簡(jiǎn)單的方式制成，因?yàn)椴槐卦偾腥ド蠚ず拖職さ亩嘤嗟牟牧?，而是將其繼續(xù)用在一個(gè)或多個(gè)彈性的聯(lián)接部位中。
[0022]優(yōu)選地，支架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是多層的，其中，這些層在所謂的預(yù)成形過程中在中間步驟中固定。
【附圖說明】
[0023]下面參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。其中:
[0024]圖1A至圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方式的支架結(jié)構(gòu)的不同視圖；以及
[0025]圖2示出了根據(jù)一種實(shí)施方式的支架結(jié)構(gòu)的前部部分的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]圖1A至圖1C示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的支架結(jié)構(gòu)I的不同視圖，其中，圖1A示出了支架結(jié)構(gòu)的立體圖，圖1B示出了支架結(jié)構(gòu)的俯視圖，并且圖1C示出了沿著在圖1B中示出的線A-A的剖面。支架結(jié)構(gòu)I形成用于機(jī)動(dòng)車的車橋支架或輔助框