[发明专利]横梁结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种横梁结构、尤其是用于机动车的横梁结构，以及一种用于制造该横梁结构的方法。

背景技术

车辆驾驶舱中的横梁通常由钢制成。在此，横梁用于稳定驾驶舱以及用于与转向柱、气囊和仪表板的连接。为此，要使用不同的安装元件、适配件和模块构件，它们都固定在横梁上。还有划分为驾驶员模块、中间模块、副驾驶模块的模块化结构的驾驶舱区域，这些模块可以以借助不同的连接元件固定到横梁上。例如可以使用螺栓来将这种类型的支承装置固定在横梁上。此外，在由钢制成的横梁中，可以对这样的连接结构直接进行焊接。

德国专利文献DE 10 2006 040 624 A1将实现一种用于机动车的横梁结构作为其任务，所述横梁结构具有可以高度灵活地进行设计和使用的模块构件。该横梁结构包括优选为钢制成的横梁，但也提及了由纤维增强塑料制成的管。在所述横梁上安装有至少一个高度集成化的模块构件，该模块构件将构件(例如供暖系统和空调系统)连接到该横梁上。所述模块构件在部分区域内具有用于所述横梁的、与该横梁的外部轮廓相对应的容纳部，该容纳部在所述高度一体化的模块构件与该横梁之间形成接触区域。可以构成为铸件、注塑件或冲弯件的模块构件借助至少一个沿所述横梁的周长至少局部地包围该横梁的固定元件可松脱地安装在该横梁上，该固定元件可以是对接板、线束扎带、金属卡箍、软管箍或至少一个第二模块构件。

发明内容

由现有技术出发，本发明的任务在于，提供一种在轻量化构造和功能集成方面有改善的横梁结构以及一种适合用于制造所述横梁结构的有利的、经简化的方法，该横梁结构具有经改善的结构特性。

所述任务通过具有权利要求1所述特征的方法以及通过具有权利要求8所述特征的横梁结构来解决。

所述方法和所述横梁结构的改进方案在相应的从属权利要求中描述。

在用于由横梁和至少一个可松脱地与该横梁连接的连接结构来制造用于机动车的横梁结构的所述方法的第一实施形式中，所述连接结构用于横梁上待连接的构件，该方法包括以下步骤：

准备好由热塑性FVK-管制成的横梁；

-在用于所述连接结构的至少一个接合位置上加热FVK-管并且将FVK-管与设置在所述接合位置上的连接结构一起插入到注塑模具中；

-在FVK-管的内部施加支撑压力；

-对FVK-管与所述连接结构进行压合；

-以塑料结构注塑包封所述接合位置。

由此，以较少的且可低成本实施的步骤制造了轻量化构造的横梁结构。

在所述方法的改进方案中，热塑性FVK-管借助编织拉挤成型(Flechtpultrusion)或缠绕技术进行制造；

一件式地或由多个管部段制成，其中，由多个管部段构成的热塑性FVK-管的准备包括：在具有或不具有间隔件和/或有机片部段的情况下通过焊接将所述管部段接合到横梁；

以恒定的或变化的直径/壁厚进行制造，其中，制造过程中以缠绕技术或者通过以纤维-基质塑料-材料对已完成的管进行的缠绕或通过有机片部段的焊接来实现所述变化的壁厚。

此外，在压合FVK-管的过程中至少在所述接合位置上形成其轮廓。

所注塑出的塑料结构可以是有利地增强的肋片结构并且由纤维增强的、尤其是短纤维增强的、热塑性的塑料构成，优选为聚酰胺(PA)或聚邻苯二甲酰胺(PPA)。

在备选的实施形式中，所述连接结构还可以是用于横梁与KFZ-车身的连接位置的载荷引入元件(如A-柱)，其中所述载荷引入元件可以是套管、优选为自冲孔的套管、插入件和/或锥形元件组。在此情况下，在压合之前将所述插入件引入到横梁的端部中，所述套管和锥形元件分别在压合之后装入。

所述连接结构还可以是气囊保持件、转向架和/或管道支撑件。

所述连接结构可以至少部分地由热塑性塑料、优选纤维增强的热塑性塑料制成，尤其优选由有机片制成。那么所述制造就包括下述步骤，即在插入到注塑模具中之前在至少一个与横梁的接合位置上对所述连接结构进行加热。

也可以使用CFK-管来制造所述横梁。那么，所述方法就包括以下步骤：

-至少沿着CFK-管与金属构件之间的接触面生成防腐蚀层，所述金属构件出自包括连接结构、插入件、螺栓、套管的组，其中，所述防腐蚀层的生成包括将由热塑性塑料、优选非碳纤维增强的热塑性塑料，尤其优选由玻璃纤维增强的热塑性塑料构成的层沿着所述接触面施加到CFK-管上；和/或为所述金属构件上涂层。