用于接合部件的插入件制造技术

一种接合结构包括第一部件、第二部件和插入件。第一部件由纤维增强材料形成并且具有限定轴线的孔。第二部件邻近第一部件并且具有与第一部件的孔对准的孔。插入件位于第一部件的孔中。插入件包括围绕轴线具有管状形状的内层、围绕轴线同心地与内层相邻的中间层以及围绕轴线同心地与中间层相邻的外层。这些层由纤维增强材料形成。内层与中间层之间的边界和中间层与外层之间的边界中的一个沿平行于轴线的方向具有非线性轮廓。

Inserts for engaging parts

A bonding structure includes a first part, a second part and an insert. The first part is formed by a fiber reinforced material and has a hole defining an axis. The second part is adjacent to the first component and has a hole aligned with the hole of the first part. The insert is located in the hole of the first part. The insert includes an inner layer having a tubular shape around the axis, an intermediate layer concentrically adjacent to the inner layer around the axis, and an outer layer concentrically adjacent to the middle layer around the axis. These layers are formed of fiber reinforced materials. The boundary between the inner layer and the middle layer and one of the boundary between the middle layer and the outer layer has a nonlinear profile in a direction parallel to the axis.

【技术实现步骤摘要】
用于接合部件的插入件
本专利技术涉及车辆
，具体涉及用于接合部件的插入件。
技术介绍
机动车辆和其他复杂总成可以包括由纤维增强塑料制成的部件和由金属制成的部件。纤维增强塑料是一种复合材料，即由两种或更多种物理或化学性质明显不同的材料组成的材料。纤维增强塑料由纤维增强的聚合物基体制成。纤维是纵长的，即具有比其厚度长得多的长度。在其它应用中，纤维增强塑料可用于车身面板(特别是在车辆中)。如钢和铝的金属广泛用于车辆中，例如用于车架、车身面板、发动机、传动系等中。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种接合结构，包含：第一部件，第一部件由纤维增强材料形成并且具有限定轴线的孔；第二部件，第二部件邻近第一部件并且具有与第一部件的孔对准的孔；和插入件，插入件位于第一部件的孔中，插入件包括围绕轴线具有管状形状的内层、围绕轴线同心地与内层相邻的中间层、以及围绕轴线同心地与中间层相邻的外层；层由纤维增强材料形成；和内层与中间层之间的边界和中间层与外层之间的边界中的一个沿平行于轴线的方向具有非线性轮廓。根据本专利技术的一个实施例，其中内层具有孔；接合结构还包含衬于孔的衬套。根据本专利技术的一个实施例，其中第一部件的纤维增强材料具有纤维，并且纤维中的至少一些暴露在第一部件的孔中。根据本专利技术的一个实施例，其中层的纤维增强材料各自具有纤维，并且中间层的纤维增强材料的纤维在相对于轴线的不同于内层和外层中的一个的纤维增强材料的纤维的方向上延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中外层的纤维相对于轴线周向地延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中中间层的纤维相对于轴线径向地和轴向地延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中内层的纤维沿着相对于轴线的周向与轴向之间的对角线的方向延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中外层具有围绕轴线同心地邻近中间层的管状部分和从管状部分相对于轴线径向向外延伸的凸缘部分。根据本专利技术的一个实施例，其中内层具有第一端部，并且凸缘部分从邻近内层的第一端部的管状部分相对于轴线径向向内延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中外层的凸缘部分与内层的第一端部之间的边界沿相对于轴线的径向尺寸具有非线性轮廓。根据本专利技术，提供一种插入件，包含：具有限定轴线的管状形状的内层；围绕轴线同心地与内层相邻的中间层；和围绕轴线同心地与中间层相邻的外层；层由纤维增强材料形成；和内层与中间层之间的边界和中间层与外层之间的边界中的一个沿平行于轴线的方向具有非线性轮廓。根据本专利技术的一个实施例，其中内层具有孔；插入件还包括衬于孔的衬套。根据本专利技术的一个实施例，其中层的纤维增强材料各自具有纤维，并且中间层的纤维增强材料的纤维在相对于轴线的不同于内层和外层中的一个的纤维增强材料的纤维的方向上延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中外层的纤维相对于轴线周向地延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中中间层的纤维相对于轴线沿径向和轴向中的一个延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中内层的纤维沿着相对于轴线在周向与轴向之间的对角线的方向延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中外层具有围绕轴线同心地邻近中间层的管状部分和从管状部分相对于轴线径向向外延伸的凸缘部分。根据本专利技术的一个实施例，其中内层具有第一端部，并且凸缘部分从邻近内层的第一端部的管状部分相对于轴线径向向内延伸。根据本专利技术的一个实施例，其中外层的凸缘部分与内层的第一端部之间的边界沿相对于轴线的径向尺寸具有非线性轮廓。根据本专利技术，提供一种插入件，包含：内层，内层具有限定轴线并且从第一端部延伸的管状形状；中间层，中间层围绕轴线同心地与内层相邻并且从第一端部延伸；和外层，外层具有围绕轴线同心地与中间层相邻的管状部分和从管状部分相对于轴线径向向内和向外延伸的凸缘部分，凸缘部分邻近内层的第一端部；层由纤维增强材料形成。附图说明图1是第一部件和第二部件的透视图；图2是第一部件、第二部件、插入件和紧固件的透视图；图3是图2中的第一部件、第二部件、插入件和紧固件的沿着线3-3的横截面视图；图4是图2中的第一部件、第二部件和插入件的沿着线3-3的横截面视图，其中为了说明而移除了紧固件；图5是图2中的插入件的沿着线3-3的剖视图；图6是图2中的插入件的沿着线3-3的横截面视图；图7是插入件的第一实施例的剖视图；图8是插入件的第二实施例的剖视图。具体实施方式参考附图，其中相同的附图标记在几个视图中表示相同的部分，接合结构30包括第一部件32、第二部件34和插入件36。(本文件中的形容词“第一”和“第二”用作标识符而并非旨在表示重要性或顺序)。第一部件32由纤维增强材料形成并且具有限定轴线A的孔38。第二部件34与第一部件32相邻并且具有与第一部件32的孔38对准的孔40。插入件36位于第一部件32的孔38中。插入件36包括具有围绕轴线A的管状形状的内层42、围绕轴线A同心地与内层42相邻的中间层44；以及围绕轴线A同心地与中间层44相邻的外层46。层42、44、46由纤维增强材料形成。内层42与中间层44之间的边界50以及中间层44与外层46之间的边界52中的一个沿平行于轴线A的方向具有非线性轮廓。插入件36允许由纤维增强材料制成的第一部件32以减少腐蚀风险的方式接合到第二部件34。与第一部件32和第二部件34接合的第二部件34或紧固件48可以由金属形成。当纤维增强材料中的纤维暴露于金属时，纤维会在金属中引起电化学腐蚀、这可能损害接点(例如紧固件48)的强度。插入件36减少了纤维增强材料中的纤维56对由金属制成的部分的暴露，例如减少第一部件32的纤维56对紧固件48和/或第二部件34的金属的暴露。插入件36还可以当第一和第二部件32、34受到反向力时提供额外的能量吸收，从而降低了接合结构30失效(即分离)的风险。参考图1-4，第一部件32可以具有片状或板状的形状，即长度和宽度远大于厚度。第一部件32的片状形状可以根据第一部件32的需求来弯曲或弯折或成型。作为一个示例，第一部件32可以是如乘客车辆或商用车辆(如小型客车、载重货车、厢式货车、运动型多用途车、旅行车等)的车辆(未示出)的车身面板。具体地，第一部件32可以是车辆的外部车身面板。第一部件32可以具有A级表面(即旨在暴露给顾客并且特别地制造成具有高质量、完美而没有瑕疵的美观的表面)。作为其他示例，第一部件32可以是车辆的结构构件(例如车身加强件、车架构件、立柱、车顶横梁、车顶纵梁、下边梁、车架横梁等)。第一部件32由纤维增强材料形成；换言之，第一部件32是纤维增强材料。第一部件32的纤维增强材料可以例如是纤维增强塑料或纤维增强聚合物。纤维增强材料包括纤维56。纤维56可以例如由碳、芳族聚酰胺(aramid)、玻璃、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、人造纤维等形成。纤维增强材料包括基体材料，并且纤维56设置在基体材料中。第一部件32的基体材料可以例如是聚酯(polyester)、环氧树脂(epoxy)、聚酰胺(polyamide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚丙烯(polypropylene)、乙烯基树脂(vinyl)、任何合适类型的聚合物等。参考图1和图4，第一部件32具有孔38。可以穿过第一部件32的厚度来切出孔38。例如，可以在第一部件32成型之后切出孔38，这导致纤维56的端部暴露在孔3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接合结构，包含：第一部件，所述第一部件由纤维增强材料形成并且具有限定轴线的孔；第二部件，所述第二部件邻近所述第一部件并且具有与所述第一部件的所述孔对准的孔；和插入件，所述插入件位于所述第一部件的所述孔中，所述插入件包括围绕所述轴线具有管状形状的内层、围绕所述轴线同心地与所述内层相邻的中间层、以及围绕所述轴线同心地与所述中间层相邻的外层；所述层由纤维增强材料形成；和所述内层与所述中间层之间的边界和所述中间层与所述外层之间的边界中的一个沿平行于所述轴线的方向具有非线性轮廓。

【技术特征摘要】
2017.02.02 US 15/422,6651.一种接合结构，包含：第一部件，所述第一部件由纤维增强材料形成并且具有限定轴线的孔；第二部件，所述第二部件邻近所述第一部件并且具有与所述第一部件的所述孔对准的孔；和插入件，所述插入件位于所述第一部件的所述孔中，所述插入件包括围绕所述轴线具有管状形状的内层、围绕所述轴线同心地与所述内层相邻的中间层、以及围绕所述轴线同心地与所述中间层相邻的外层；所述层由纤维增强材料形成；和所述内层与所述中间层之间的边界和所述中间层与所述外层之间的边界中的一个沿平行于所述轴线的方向具有非线性轮廓。2.根据权利要求1所述的接合结构，其中所述内层具有孔；所述接合结构还包含衬于所述孔的衬套。3.根据权利要求1所述的接合结构，其中所述第一部件的所述纤维增强材料具有纤维，并且所述纤维中的至少一些暴露在所述第一部件的所述孔中。4.根据权利要求1所述的接合结构，其中所述层的所述纤维增强材料各自具有纤维，并且所述中间层的所述纤维增强材料的所述纤维在相对于所述轴线的不同于所述内层和所述外层中的一个的所述纤维增强材料的所述纤维的方向上延伸。5.根据权利要求4所述的接合结构，其中所述外层的所述纤维相对于所述轴线周向地延伸。6.根据权利要求5所述的接合结构，其中所述中间层的所述纤维相对于所述轴线径向地和轴向地延伸。7.根据权利要求6所述的接合结构，其中所述内层的所述纤维沿着相对于所述轴线的周向与轴向之间的对角线的方向延伸。8.根据权利要求1所述的接合结构，其中所述外层具有围绕所述轴线同心地邻近所述中间层的管状部分和从所述管状部分相对于所述轴线径向向外延伸的凸缘部分。9.根据权利要求8所述的接合结构，其中所述内层具有第一端部，并且所述凸缘部分从邻近所述内层的所述第一端部的所述管状部分相对于所述轴线径向向内延伸。10.根据权利要求9所述的接合结构，其中所述外层的所述凸缘部分与所述内层的所述第一端部之间的边界沿相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯瑟琳·艾弗里，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US