用于车辆的白车身的结构部件和相关的制造方法技术

用于车辆的白车身的结构部件(10)，其包括：框架(12)，其由至少两个分支件(16)形成，所述至少两个分支件(16)在至少一个连接区域(18)中彼此连接并且在最小应力区域中被至少一个间隙(20)彼此分离，其中框架(12)由第一复合材料制成，该第一复合材料包括浸渍有第一聚合材料的多个连续纤维，和与框架(12)一体化的本体(14)，所述本体在间隙(20)中延伸并且在最小应力区域中连接两个分支件(16)，其中本体(14)由第二材料制成，该第二材料不同于第一复合材料并且至少包括第二聚合材料，其中本体(14)与分支件(16)一体化。

Structural components and related manufacturing methods for vehicle body-in-white

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的白车身的结构部件和相关的制造方法
本专利技术涉及一种用于车辆的白车身(BIW)的结构部件。本专利技术还涉及一种制造这种结构部件的方法。
技术介绍
白车身形成车辆的“骨架”，因此其经受显著的机械应变。构成白车身的结构部件因此必须具有特定的机械特性，特别是在刚性、可变形性、机械强度等方面。为此，构成车辆的白车身的结构部件通常由焊接在一起的多个冲压钢的部件组成。由较轻材料制成但具有令人满意的机械特性的结构部件也是已知的，从而减少了车辆的重量以及使用期间所需的能量。例如，在高端车辆中使用由压铸铝合金和镁制成的减振支撑件(shocktower)。然而，由于涉及制造成本，这些部件不能大批量生产。还提出了复合材料部件的设计，以便减轻车辆的结构。在FR2967965中，包括增强肋的减振支撑件由填充有短纤维的一片热塑性材料制成。然而，这种结构部件并不完全令人满意。事实上，这种材料不具有与金属材料相当的机械性能。连续纤维具有更好的机械性能，但它们意味着显著的制造成本和材料成本，这使得部件不适合大规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提出一种用于车辆的白车身的结构部件，所述结构部件具有与利用金属材料获得的机械性能相当的机械性能，但同时更轻、制造成本更低并且能够在工业上大规模生产。本专利技术的目的在于一种用于白身体的结构部件，其包括：-框架，所述框架由至少两个分支件形成，所述至少两个分支件在至少一个连接区域中彼此连接并且在最小应力区域中被至少一个间隙彼此分开，所述框架由包括多个连续纤维的第一复合材料制成，所述多个连续纤维浸渍有第一聚合材料，和-本体，所述本体附接到框架，所述本体在所述间隙中延伸并且在最小应力区域中连接两个分支件，所述本体由不同于第一复合材料且至少包括第二聚合材料的第二材料制成，所述本体与分支件一体化。框架使得所述结构部件具有与由金属材料制成的结构部件相当的机械性能，同时由于本体由较便宜的材料制成，因此保持了与大规模生产相兼容的成本。可以使用这样较便宜的材料的原因在于，本体在最小应力的区域中延伸，结构部件在所述最小应力的区域中的机械特性不如其在有框架延伸进入的区域(多个区域)中的机械特性那么重要。根据本专利技术的部件可以单独地或以任何技术上可行的组合方式包括以下特征中的一个或多个特征：本体在框架的至少一部分的连续部分中延伸；结构部件包括至少一个模制在本体上和/或分支件上的插入件；框架包括固定区域；框架包含至少占20％体积的连续纤维；结构部件旨在承受沿平均方向定向的应力，连续纤维中的大多数布置成限定了与所述平均方向成基本小于或等于10°的角度；本体由利用短纤维(cutfiber)增强的聚合材料制成；和结构部件还包括从框架和/或本体突出的增强肋。根据另一方面，本专利技术还涉及一种减振支撑件组件，其包括减振支撑件本体和车轮罩，所述减振支撑件本体由上述类型的结构部件形成，所述车轮罩由聚合物复合材料制成并且集成到减振支撑件本体中，以便形成单件式部件和/或形成集成到减振支撑件本体中的至少一个增强件。根据本专利技术的减振支撑件组件可以单独地或以任何技术上可行的组合方式包括以下特征中的一个或多个特征：-至少一个增强构件由金属和连续纤维增强的聚合物复合材料中的至少一种构成；-至少一个增强构件包括至少一个金属板或支架，和/或包括由连续纤维增强的聚合物复合材料构成的至少一个安装结构；-至少一个安装结构包括减振支撑件盖部和/或悬架控制臂的安装凸缘，所述减振支撑件盖部构造成接收支柱部件；-至少一个增强构件包括至少一个金属板和由连续纤维增强的聚合物复合材料构成的至少一个安装结构，所述减振支撑件组件还包括：在所述减振支撑件本体和所述至少一个金属板之间的第一包覆成型接口；和在所述至少一个安装结构和所述减振支撑件本体之间的第二包覆成型接口；-由金属材料构成的至少一个金属板在第一包覆成型接口处集成到减振支撑件本体中，并且其中由连续纤维增强的聚合物复合材料构成的至少一个安装结构在第二包覆成型接口处集成到减振支撑件本体中；和-减振支撑件组件包括第三包覆成型接口，其将螺母、紧固件和衬套中的至少一种集成到减振支撑件本体中。本专利技术还涉及一种用于制造车辆的如上所述的白车身的结构部件的方法，其包括以下步骤：提供由至少两个分支件形成的框架，所述至少两个分支件在至少一个连接区域中彼此连接并且在最小应力区域中被至少一个间隙彼此分离，所述框架由包括多个连续纤维的第一复合材料制成，所述多个连续纤维浸渍有第一聚合材料，和形成附接到框架的本体，所述本体在所述间隙中延伸并且在最小应力区域中连接两个分支件，所述本体由不同于第一材料且至少包括第二聚合材料的第二材料制成，所述本体与分支件一体化。根据本专利技术的方法可以单独地或以任何技术上可行的组合方式包括以下特征中的一个或多个特征：-通过将第二材料注入间隙中来形成本体。根据另一方面，本专利技术还涉及一种用于形成减振支撑件的方法，其包括：-模制减振支撑件本体，所述减振支撑件本体由根据上述方法制造的结构部件形成；和下列步骤中的至少一个步骤-在第一包覆成型接口处将至少一个增强构件与减振支撑件本体一体化地模制以便形成单件式部件，其中所述至少一个增强构件由金属和连续纤维增强的聚合物复合材料中的至少一种构成，或者-将由聚合物复合材料构成的车轮罩与减振支撑件本体一体化地模制，以便形成单件式部件。根据该方法的另一特征，所述至少一个增强构件包括：由金属材料构成的至少一个第一增强构件；和由连续纤维增强的聚合物复合材料构成的至少一个第二增强构件，并且该方法包括：-经由第一包覆成型接口将至少一个第一增强构件一体化地模制到减振支撑件本体，和-经由第二包覆成型接口将至少一个第二增强构件一体化地模制到减振支撑件本体，该方法优选地包括形成至少一个第三包覆成型接口，所述第三包覆成型接口将螺母、紧固件和衬套中的至少一种集成到所述单件式部件中。附图说明通过阅读下面的描述，仅通过示例的方式并且参考附图，将更好地理解本专利技术，其中：图1示出了车辆的白车身的示意图，其包括根据本专利技术的多个结构部件；图2示出了根据本专利技术的白车身的第一结构部件的示意图；图3示出了根据本专利技术的白车身的第二结构部件的示意图；图4示出了根据本专利技术的白车身的第三结构部件的示意图；图5示出了用于车辆车轮的悬架组件的示意图；图6示出了在图5的悬架组件中使用的复合材料制成的减振支撑件和复合材料制成的车轮罩的分解视图；图7示出了一体化地形成为单件式部件的复合材料制成的减振支撑件和车轮罩的透视图；图8示出了图7的复合材料制成的减振支撑件和车轮罩的俯视图；图9示出了图7的复合材料制成的减振支撑件和车轮罩的侧视图；图10示出了图7的复合材料制成的减振支撑件和车轮罩的仰视图；图11示出了包覆成型到减振支撑件中以用于附接到悬架控制臂的增强构件的放大视图；图12示出了减振支撑件盖部和待与减振支撑件盖部模制的安装特征件的分解视图；图13示出了图12的盖部以及减振支撑件本体的盖部安装区域的分解视图；图14示出了作为单件式部件而一起模制的图13的部件的透视图；图15示出了如图14中所指位置的截面图；图16示出了前安装凸缘和待与该前安装凸缘模制的安装特征件的分解图；图17示出了图16的前安装凸缘以及减振支撑件本体的前安装凸缘安装区域的分解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于车辆的白车身(8)的结构部件(10；210；310；410；524)，其包括：‑框架(12)，所述框架由至少两个分支件(16)形成，所述至少两个分支件在至少一个连接区域(18)中彼此连接并且在最小应力区域中被至少一个间隙(20)彼此分离，所述框架(12)由第一复合材料制成，所述第一复合材料包括浸渍有第一聚合材料的多个连续纤维，和‑本体(14)，所述本体附接到框架(12)并且在所述间隙(20)中延伸并且在所述最小应力区域中连接两个所述分支件(16)，所述本体(14)由不同于所述第一复合材料且至少包括第二聚合材料的第二材料制成，所述本体(14)与所述分支件(16)一体化。

【技术特征摘要】
2018.01.15 FR 1850301;2018.01.09 US 15/865,3071.用于车辆的白车身(8)的结构部件(10；210；310；410；524)，其包括：-框架(12)，所述框架由至少两个分支件(16)形成，所述至少两个分支件在至少一个连接区域(18)中彼此连接并且在最小应力区域中被至少一个间隙(20)彼此分离，所述框架(12)由第一复合材料制成，所述第一复合材料包括浸渍有第一聚合材料的多个连续纤维，和-本体(14)，所述本体附接到框架(12)并且在所述间隙(20)中延伸并且在所述最小应力区域中连接两个所述分支件(16)，所述本体(14)由不同于所述第一复合材料且至少包括第二聚合材料的第二材料制成，所述本体(14)与所述分支件(16)一体化。2.根据权利要求1所述的结构部件(10；210；310；410；524)，其中，所述框架(12)包括至少占20％体积的连续纤维。3.根据权利要求1或2所述的结构部件(10；210；310；410；524)，所述结构部件(10；210；310；410；524)旨在承受沿平均方向定向的应力，所述连续纤维中的大多数被布置成限定与所述平均方向成基本小于或等于10°的角度。4.根据权利要求1或2所述的结构部件(10；210；310；410；524)，其中，所述本体(14)由利用短纤维增强的聚合材料制成。5.一种减振支撑件组件(510)，其包括：-由根据权利要求1或2的结构部件形成的减振支撑件本体(524)；和-车轮罩(526)，所述车轮罩由聚合物复合材料制成并且集成到所述减振支撑件本体(524)中以便形成单件式部件和/或-至少一个增强构件，所述至少一个增强构件集成在所述减振支撑件本体(524)中。6.根据权利要求5所述的减振支撑件组件(510)，其中，所述至少一个增强构件包括金属和连续纤维增强的聚合物复合材料中的至少一种。7.根据权利要求5所述的减振支撑件组件(510)，其中，所述至少一个增强构件包括至少一个金属板或支架(530，532，534)和/或包括由连续纤维增强的聚合物复合材料构成的至少一个安装结构。8.根据权利要求7所述的减振支撑件组件(510)，其中，所述至少一个安装结构包括减振支撑件盖部(540)和/或悬架控制臂(522)的安装凸缘(544，546)，所述减振支撑件盖部构造成接收支柱部件(516)。9.根据权利要求5所述的减振支撑件组件(510)，其中，所述至少一个增强构件包括至少一个金属板(530，532，534)和由连续纤维增强的聚合物复合材料构成的至少一个安装结构，所述减振支撑件组件(510)还包括第一包覆成型接口(536)和第二包覆成型接口(542)，所述第一包覆成型接口位于所述减振支撑件本体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·埃克，G·奈德勒克，Y·曹，P·贝德姆塔，L·莫罗让蒂安，
申请(专利权)人：佛吉亚汽车复合材料公司，佛吉亚排放控制技术美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR