用于车辆的增强的可模压铆接组件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于车辆的增强的可模压铆接组件。一种车辆部件的组件，其包括彼此邻接的第一和第二部件。第一和第二部件的至少一个包括非金属材料。第一和第二部件分别包括重叠的第一和第二孔。该组件进一步包括延伸穿过第一和第二孔的接合部件。接合部件具有支撑主体和外部主体，外部主体至少部分地包覆支撑主体。外部主体包括聚合材料。接合部件将第一和第二部件夹置在外部主体的第一和第二凸缘之间，并且支撑主体延伸至第一和第二孔的至少一个中。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
技术介绍
诸如机动车辆、皮卡车、运动型多用途车、小型货车、货车或者其他客车的车辆通常使用用于其结构的钢材。然而，基于特殊车辆设计规范，对于更有效率车辆的需求已导致要考虑各种结构和车身材料。例如，为了帮助符合燃料效率目标或要求(例如燃料使用效率标准(CAFE)规定)，取代和/或除了传统的金属部件之外，车辆可结合非金属、塑料、复合和/或增强材料(诸如，例如纤维增强塑料)来降低重量同时维持合适的强度和刚度性能。这种部件的连接件和材料的完整性和稳健性在各种方式上影响车辆的性能，包括车辆的强度以及车辆的噪声、振动和粗糙性(NVH)特性。然而，传统的制造方法并不可应用至替代的材料需求。例如，增强的复合材料不能进行焊接，并且它们可引起金属紧固件腐蚀。其他的接合技术并不适合大众市场周期。在另一个示例中，如果车辆材料和紧固件具有显著不同的热膨胀特性，则由于热循环可使接合件完整性受损。因此，目前很难在大众市场的客车中提供用于非金属、塑料、复合和/或增强材料(诸如，纤维增强塑料)的可施加足够稳健性的连接件。【附图说明】图1是根据本公开原则的车辆部件的示例性组件的横截面视图。图2是分别定位有重叠的孔穿过其中的示例性车辆结构构件的横截面视图。图3A至图3C是用于根据本公开原则的组件的示例性紧固部件的横截面视图，该紧固部件包括包覆支撑主体的增强的外部可模压主体。图4是用于根据本公开原则的组件的示例性紧固部件的另一示例性支撑主体的横截面视图。图5A至图5C是用于形成根据本公开原则的组件的系统的横截面视图。图6示出了用于形成根据本公开原则的组件的示例性步骤。【具体实施方式】图1是根据本公开原则的车辆部件的示例性组件10的示例性横截面视图。该示例性组件10包括第一和第二结构部件12和14。在一个示例中，第一和第二部件12和14为用于车辆(诸如，客车、运动型多用途车、小型货车等)的车身部件。在该示例性实施方式中，第一和第二部件12和14彼此邻接。应理解的是，本公开的原则可应用至各种车辆组件，这包括带有大于两个部件的组件。根据本公开的原则，第一和第二部件12和14中的至少一个由非金属、塑料、复合和/或增强材料(例如，诸如纤维增强塑料)制成和/或包括以上。在一个示例中，第一和第二部件12和14中的一个可由碳纤维增强塑料材料制成，并且另一个也可由碳纤维增强塑料材料、另一种非金属、塑料、复合和/或增强材料、或者金属材料制成。第一和第二部件12和14可具有基本上相同的材料组成。进一步参照图2，第一和第二部件12和14分别包括第一和第二孔16和18。第一和第二部件12和14被定位成使得第一和第二孔16和18彼此重叠。在某些实施方式中，如在图2的示例性视图中所示出的，第一和第二部件12和14可被安置成使第一和第二孔16和18居中，S卩，中心对齐。组件10进一步包括延伸穿过第一和第二部件12和14的第一和第二孔16和18的紧固件或接合部件20。接合部件20包括可模压外部主体22，其至少部分地包覆相对刚性的支撑轴或主体24。应理解的是，在本文中描述的外部主体“至少部分地包覆”支撑主体在某些实施方式中包括:其中支撑主体或轴的一部分或多部分或者其构件可凸出穿过外部主体至接合部件的外表面，但是外部主体围绕支撑主体充分地延伸以维持支撑主体相对于外部主体的固定。此外，如本文所使用的，“可模压”指的是材料在某些情况下可重复地变形和熔化，诸如热塑性聚合物材料，以及由于所施加的变形条件(即，加热、加压等)而基本上不可逆地硬化或化学变化的材料，例如热固性聚合物材料。因此，外部主体22可包括热塑性材料(例如，尼龙)和热固性材料(例如，环氧树脂或聚酯纤维)中的一种。除了这种可模压材料之外，外部主体22可包括增强材料32。进一步参照图3A至图3C，附加的接合部件20’和20”连同接合部件20 —起全部示出为示例性预变形状态，例如，基本上为圆柱形。附加的接合部件20’和20”分别具有外部主体22’和22”，外部主体分别包括变化的增强材料32’和32”。例如，增强材料32、32’和32”可包括多种纤维和/或颗粒材料(例如，碳纤维、玻璃、芳纶以及其他天然纤维)；滑石和金属薄片；以及玻璃珠中的一种或更多种。应理解的是，除了在增强材料上的变化之夕卜，本文中对接合部件20的描述同样应用于接合部件20’和20”。如在图1和图3A至图3C中所示出的，支撑主体24、24’和24”分别至少部分地由可模压外部主体22、22’和22”包覆，并且每一个可大体呈圆柱形。参照图4，另一支撑主体24”’包括肋状锁定构件34”’，该锁定构件从其外表面径向地凸出。根据本公开的原则，该锁定构件34”’有助于使得支撑主体24”’相对于在车辆部件组件中对应的接合部件的可模压外部主体机械地固定。例如，锁定构件34”’会对支撑主体24”’相对于至少部分地包覆的外部主体的纵向移动提供附加的阻力。应理解的是，根据本公开的原则的支撑主体或轴可包括多种几何形状，包括多种构造的凸出锁定构件，诸如间隔开的球形突起或螺纹。这种结构可明显地影响支撑主体或轴的横截面面积。还应理解的是，除了包括在支撑主体24”’中的锁定构件之外，支撑主体24、24’、24”及24”’在本文中的描述同样地可彼此适用。在图5A至图5C和图6中示出了用于形成组件10以及第一和第二部件12和14与接合部件20的系统和步骤100。具体地参照图5A和图6的方框102，模具组件50以底座部件52和鼻状部件54使第一和第二部件12和14固定，其中第一和第二孔16和18重叠。底座部件52具有成型凹口 56，并且鼻状部件54具有与成型凹口 56重叠的通孔58。第一和第二部件12和14定位在模具组件50中，并且第一和第二孔16和18与成型凹口 56和通孔58重叠。如在图5A至图5C中所示出的，第一和第二孔16和18可与成型凹口 56和通孔58居中，S卩，中心对齐。具体参照图5B和图6的方框104，第一和第二部件12和14固定在模具组件50中，接合部件20可延伸穿过鼻状部件54的通孔58和第一和第二孔16和18并且与成型凹口 56接合。在示例性示出的实施方式中，接合部件20定位成以大致呈圆柱形的预成型构造穿过第一和第二部件12和14。具体参照图5C和图6的方框106，接合部件20定位在第一和第二车辆部件12和14之间，模具组件50的冲压构件60延伸进入鼻状部件54的通孔58中且与接合部件20接合，如在图5C中所示出的。冲压构件60使接合部件20的可模压外部主体22变形进入成型凹口 56、第一和第二孔16和18以及通孔58在冲压构件60与第一车辆部件12之间的区域中。如在图5A至图5C中所示出的，温度控制装置62可热连接至模具组件50以提供加热或冷却从而帮助可模压外部主体22的固化和/或变形工艺。例如，参照图6的方框108，步骤100的一部分可确定出是否这种温度控制为需要的或预期的。如果不是，参照图6的方框当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆部件的组件，包括：彼此邻接的第一部件和第二部件，所述第一部件和所述第二部件中的至少一个包括非金属材料，所述第一部件和所述第二部件分别包括重叠的第一孔和第二孔；以及延伸穿过所述第一孔和所述第二孔的接合部件，所述接合部件具有支撑主体和外部主体，所述外部主体至少部分地包覆所述支撑主体，所述外部主体包括聚合材料，所述接合部件将所述第一部件和所述第二部件夹置在所述外部主体的第一凸缘和第二凸缘之间，所述支撑主体延伸至所述第一孔和所述第二孔的至少一个中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：加勒特·桑基·赫夫，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US