用于汽車(chē)的混合側(cè)梁及其制造方法以及汽車(chē)車(chē)身的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本公開(kāi)內(nèi)容提供了一種用于汽車(chē)的混合側(cè)梁及其制造方法以及汽車(chē)車(chē)身。該混合側(cè)梁可以包括：擠壓成型輪廓部件，包括具有至少200℃的熱變形溫度的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物；以及末端部件，包括鋼并且附接到擠壓成型輪廓部件的端部部分上。本公開(kāi)內(nèi)容還提供了一種包括這種混合側(cè)梁的汽車(chē)車(chē)身和制造用于汽車(chē)的混合側(cè)梁的方法。該制造方法包括：形成包括具有至少200℃的熱變形溫度的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物的擠壓成型輪廓部件的步驟；以及將由鋼制成的末端部件附接到擠壓成型輪廓部件的端部部分上的步驟。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于汽車(chē)的混合側(cè)梁及其制造方法以及汽車(chē)車(chē)身[0001]優(yōu)先權(quán)聲明[0002]本申請(qǐng)要求于2015年3月12日提交的德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)DE 102015204494.7號(hào)的利 益，并且該德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引證方式結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種用于汽車(chē)的混合側(cè)梁(side sill)、包括混合側(cè)梁的汽車(chē)車(chē)身和用于制造混合側(cè)梁的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0004]該部分中的陳述僅僅提供與本公開(kāi)內(nèi)容相關(guān)的背景信息并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0005]典型地，汽車(chē)車(chē)身的兩個(gè)側(cè)部包括設(shè)置在汽車(chē)車(chē)身的上部部分中的頂蓋邊緣、設(shè)置在汽車(chē)車(chē)身的下部部分中的側(cè)梁以及連接該頂蓋邊緣和該側(cè)梁的支柱(pillar)，從而形成乘客車(chē)廂的框架。因此，在正常使用期間以及在發(fā)生涉及正面沖擊、偏移沖擊或者側(cè)面沖擊(其中，側(cè)梁通常接收過(guò)載荷)的碰撞的情況下，側(cè)梁有助于乘客車(chē)廂框架并且確定汽車(chē)車(chē)身的剛度。例如，當(dāng)另一個(gè)車(chē)輛碰撞汽車(chē)的側(cè)面時(shí)，會(huì)發(fā)生汽車(chē)的乘客車(chē)廂框架的變形， 該變形需要被限制到最小值，對(duì)此側(cè)梁的加固發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
[0006]在目前制造的汽車(chē)中，側(cè)梁典型地由鋼制成，并與額外的部件(比如用于吸收沖擊能量的碰撞盒)進(jìn)行組裝。雖然鋼具有所需要的強(qiáng)度和剛度，但是它重量大，因此會(huì)顯著增大汽車(chē)的總重量。為了減小重量，一些最近上市的汽車(chē)包括由碳纖維增強(qiáng)塑料(比如環(huán)氧脂和乙烯酯)制成的側(cè)梁。但是，由于與鋼相比這些材料具有不同的物理性質(zhì)，因而現(xiàn)有的汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)線(xiàn)可能無(wú)法再使用或者必須以復(fù)雜的方式進(jìn)行更改。
[0007]例如，鑒于在常規(guī)的制造方法中，包括鋼側(cè)梁的汽車(chē)車(chē)身首先被組裝到所謂的白車(chē)身中，然后其經(jīng)受上漆以及在大約190°C的溫度下的烘烤，而包括環(huán)氧脂或者乙烯酯(其僅僅在達(dá)大約120°C的溫度下是穩(wěn)定的)的側(cè)梁只能在烘烤已經(jīng)完成之后的單獨(dú)組裝過(guò)程中安裝到汽車(chē)車(chē)身上，此外該側(cè)梁需要進(jìn)行使用通常具有低耐久性的非烘烤式漆的單獨(dú)上漆過(guò)程。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式，提供了一種用于汽車(chē)的混合側(cè)梁，包括:擠壓成型輪廓部件，包含具有至少200°C的熱變形溫度的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物；以及末端部件， 包含鋼并且附接到擠壓成型輪廓部件的端部部分上。增強(qiáng)纖維可以包括例如碳纖維、玻璃纖維、芳組聚酰胺纖維等等。熱變形溫度(HDT)是聚合物或者塑料樣品在特定的負(fù)載下變形的溫度。其通過(guò)在DIN EN ISO 75-1、-2、-3中概述的測(cè)試程序確定。
[0009]擠壓成型輪廓部件可以在至少200°C的熱變形溫度下通過(guò)本領(lǐng)域中已知的適合的擠壓成型過(guò)程制造。US 2014 316063 A1披露了一種用于制造復(fù)合材料的適合的過(guò)程，該復(fù)合材料包括一種或者多種合成增強(qiáng)纖維的集合，其用具有大于或者等于80°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度“Tg”的至少一種熱塑性聚合物浸漬，所述過(guò)程包括:i)用熔融狀態(tài)的前體成分(在熔化之后)浸漬所述集合的階段，該浸漬在這樣的溫度下執(zhí)行，即，該溫度使得在熔融狀態(tài)下的所述前體成分的粘度不超過(guò)10Pa.S，其中所述前體成分包括:a)所述熱塑性聚合物的至少一個(gè)預(yù)聚物P (X) n，包括在其端部處具有η個(gè)相同的反應(yīng)性官能團(tuán)X的分子鏈P，所述預(yù)聚物具有半芳香和/或半環(huán)脂族結(jié)構(gòu)，其中X為來(lái)自于ΟΗ、ΝΗ2或者COOH的反應(yīng)性官能團(tuán)，其中η的范圍從I到3 ;b)至少一個(gè)擴(kuò)鏈劑，其可以由Y-A-Y表示，包括與所述X官能團(tuán)中的至少一個(gè)反應(yīng)的兩個(gè)相同的Y官能團(tuán)；ii)通過(guò)在具有所述擴(kuò)鏈劑的所述預(yù)聚物的熔融狀態(tài)下的(聚合)加成反應(yīng)進(jìn)行本體聚合的階段，其中所述熱塑性聚合物是通過(guò)加聚反應(yīng)進(jìn)行的所述本體聚合的結(jié)果。
[0010]因?yàn)槠?chē)側(cè)梁通常具有細(xì)長(zhǎng)的形狀，所以形成包括擠壓成型輪廓部件的側(cè)梁使側(cè)梁的大部分能夠由該擠壓成型輪廓部件形成，使得由于連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物的通常高的強(qiáng)度重量比，整個(gè)側(cè)梁能夠設(shè)置成具有比相應(yīng)強(qiáng)度的常規(guī)鋼側(cè)梁更小的重量。因?yàn)楦鶕?jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式的側(cè)梁包括具有鋼的末端部件，所以用于將側(cè)梁安裝到汽車(chē)車(chē)身上的比如孔、螺紋等等的安裝特征能夠具有與常規(guī)的鋼側(cè)梁中相同的自由度。因?yàn)檫@樣以及因?yàn)閿D壓成型輪廓部件的熱變形溫度高于190°C，所以根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式的側(cè)梁能夠與汽車(chē)白車(chē)身進(jìn)行組裝，即，能夠在汽車(chē)車(chē)身經(jīng)過(guò)上漆和漆烘烤過(guò)程(比如在190°C的典型烘烤溫度下常規(guī)地執(zhí)行)之前在制造階段與未上漆的汽車(chē)車(chē)身進(jìn)行組裝。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)形式，連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物具有至少220°C的熱變形溫度，使側(cè)梁在常規(guī)的漆烘烤過(guò)程期間能夠承受特別高的負(fù)載而不變形。在另一個(gè)形式中，連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物具有至少230°C的熱變形溫度。
[0012]根據(jù)另一個(gè)形式，熱塑性聚合物包括半芳香聚酰胺。半芳香聚酰胺在其主鏈(backbone)中包含芳香環(huán)，這為它們提供了特別高的機(jī)械強(qiáng)度和熱阻。在其他的形式中，熱塑性聚合物是聚鄰苯二甲酰胺(PPA)或者高性能聚酰胺，其中60%或者更多摩爾的聚合物鏈中的重復(fù)單元的羧酸部分包括對(duì)苯二甲酸(TPA)和間苯二酸(IPA)的組合。
[0013]根據(jù)另一個(gè)形式，末端部件粘合到擠壓成型輪廓部件上，使能末端部件與擠壓成型輪廓部件之間的連接簡(jiǎn)單且可靠。在又一個(gè)形式中，末端部件通過(guò)使用單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠而粘合到擠壓成型輪廓部件上，這是容易操作的并且具有與漆烘烤過(guò)程相容的特別高的強(qiáng)度和熱阻。
[0014]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面，混合側(cè)梁還包括附接到擠壓成型輪廓部件上的至少一個(gè)金屬支架。這實(shí)現(xiàn)了擠壓成型輪廓部件更大的穩(wěn)定性并能夠提供比如用于進(jìn)一步連接側(cè)梁和汽車(chē)車(chē)身的額外的功能。在另一個(gè)形式中，該至少一個(gè)金屬支架插入擠壓成型輪廓部件的凸起輪廓部分內(nèi)，因此提高了穩(wěn)定性和緊湊性。
[0015]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)形式，包括鋼或/和塑料材料(其可以包括連續(xù)的或者短長(zhǎng)度的增強(qiáng)纖維)的至少一個(gè)碰撞罐附接到擠壓成型輪廓部件上。這使側(cè)梁在發(fā)生汽車(chē)的側(cè)面碰撞的情況下能夠特別有效地吸收能量。在另一個(gè)形式中，該至少一個(gè)碰撞罐附接在擠壓成型輪廓部件的凸起輪廓部分內(nèi)，因此提高了緊湊性以及在碰撞期間側(cè)梁的特別的穩(wěn)定性。
[0016]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)方式的汽車(chē)車(chē)身包括至少一個(gè)比如上文中所述的混合側(cè)梁，汽車(chē)車(chē)身用在至少190°C的烘烤溫度下烘烤的漆層覆蓋。這樣，提供了覆蓋包括該至少一個(gè)側(cè)梁的整個(gè)汽車(chē)車(chē)身的高質(zhì)量漆層。
[0017]本公開(kāi)內(nèi)容提供了制造方法，通過(guò)這些制造方法，通過(guò)涉及擴(kuò)鏈劑的加聚反應(yīng)的反應(yīng)性擠壓成型形成擠壓成型輪廓部件。也就是說(shuō)，通過(guò)使用擠壓成型模具執(zhí)行擠壓成型， 其中在具有擴(kuò)鏈劑的預(yù)聚物(比如低聚物)的熔融狀態(tài)下執(zhí)行通過(guò)加聚反應(yīng)進(jìn)行的聚合。 這樣，完成的擠壓成型輪廓部件能夠用具有提供大機(jī)械強(qiáng)度的長(zhǎng)鏈的熱塑性聚合物形成， 而在擠壓成型的期間，預(yù)聚物能夠在具有低粘度的熔融狀態(tài)下提供，使得能夠?qū)崿F(xiàn)增強(qiáng)纖維的可靠潤(rùn)濕，以及因此實(shí)現(xiàn)最終的熱塑性聚合物與增強(qiáng)纖維之間的堅(jiān)固結(jié)合。在一個(gè)形式中，擴(kuò)鏈劑包括至少一個(gè)芳香環(huán)。這使熱塑性聚合物能夠在分子主鏈中包含芳香環(huán)，這為熱塑性聚合物提供了特別高的機(jī)械強(qiáng)度和熱阻。
[0018]根據(jù)另一個(gè)形式，將用于執(zhí)行反應(yīng)性擠壓成型的擠壓成型模具加熱到介于200°C 與340°C之間的模具溫度。這使浸漬和聚合條件能夠控制，以具有低的浸漬粘度。
[0019]在又一個(gè)形式中，包括纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物的至少一個(gè)碰撞罐附接到擠壓成型輪廓部件上。在另外的形式中，該至少一個(gè)碰撞罐通過(guò)擠壓成型形成，特別地通過(guò)拉出纏繞 (pullwinding)或者拉出編織(pullbraiding)形成，這使得能夠在低重量情況下實(shí)現(xiàn)高的吸收碰撞能量的能力。
[0020]其他的適用領(lǐng)域?qū)谋疚闹刑峁┑恼f(shuō)明中變成顯而易見(jiàn)。應(yīng)該理解的是，說(shuō)明和具體實(shí)例旨在僅僅是為了圖示說(shuō)明的目的而非旨在限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍?！靖綀D說(shuō)明】
[0021]為了可以很好地理解本公開(kāi)內(nèi)容，現(xiàn)在將參考附圖描述以實(shí)例的方式給出的該公開(kāi)內(nèi)容的各種形式，在附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)形式的執(zhí)行制造方法的輪廓擠壓成型 (pultrus1n)步驟的擠壓成型設(shè)備的示意性的正視圖；
[0023]圖2是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)形式的汽車(chē)混合側(cè)梁的分解圖，示出了制造方法的組裝步驟；
[0024]圖3是由圖2的組裝步驟形成的汽車(chē)混合側(cè)梁的立體圖；
[0025]圖4是在經(jīng)受制造方法的漆浸漬步驟時(shí)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)形式的汽車(chē)車(chē)身的示意性的側(cè)視圖，該汽車(chē)車(chē)身包括圖3的側(cè)梁；
[0026]圖5是在經(jīng)受制造方法的漆烘烤步驟時(shí)圖4的汽車(chē)車(chē)身的示意性的側(cè)視圖；并且
[0027]圖6是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)形式的側(cè)梁的示意性的截面圖，該側(cè)梁在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)形式的制造方法中被組裝為汽車(chē)車(chē)身的部件。
[0028]這里描述的附圖僅僅為了圖示說(shuō)明的目的，并且不旨在以任何方式限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍?！揪唧w實(shí)施方式】
[0029]下文中的說(shuō)明本質(zhì)上僅僅是示例性的并且不旨在限制本公開(kāi)內(nèi)容、應(yīng)用或者使用。應(yīng)該理解的是貫穿附圖，相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)指代相同的或者相應(yīng)的部件和特征。
[0030]圖3以立體圖顯示了用于汽車(chē)的混合側(cè)梁102。混合側(cè)梁102具有細(xì)長(zhǎng)的形狀，并且包括沿著混合側(cè)梁102的總長(zhǎng)度的主要部分延伸的擠壓成型輪廓部件100。輪廓部件100具有Ω形的或者帽子形的輪廓，并且包括通過(guò)碳纖維和玻璃纖維的層(未示出)增強(qiáng)的熱塑性聚合物，這些層沿著輪廓部件100的整個(gè)長(zhǎng)度縱向地延伸。在本形式中，熱塑性聚合物被假定是聚鄰苯二甲酰胺(PPA)或者高性能聚酰胺。擠壓成型輪廓部件100的材料具有220 °C的熱變形溫度。
[0031]混合側(cè)梁102還包括末端部件104，該末端部件104包括鋼，該末端部件使用單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠(未示出)粘合到擠壓成型輪廓部件100的端部部分110上。在末端部件104中，形成有用于將混合側(cè)梁102與汽車(chē)車(chē)身進(jìn)行安裝的安裝特征(比如孔和狹縫)。此夕卜，混合側(cè)梁102包括四個(gè)金屬支架106，這些金屬支架粘合到擠壓成型輪廓部件100的Ω形輪廓的凸起輪廓部分111中，以便在發(fā)生側(cè)面碰撞的情況下吸收能量并且穩(wěn)定輪廓部件100。
[0032]下面，將參考圖1至圖5來(lái)解釋用于制造圖3中的混合側(cè)梁102以及包括該混合側(cè)梁102的汽車(chē)車(chē)身108的方法。
[0033]圖1以示意性的正視圖顯示了用于制造混合側(cè)梁102的擠壓成型輪廓部件100的聚酰胺高溫?cái)D壓成型設(shè)備550。擠壓成型設(shè)備550包括:纖維材料儲(chǔ)存裝置552，其中用于增強(qiáng)纖維層的纖維材料保持在各自的線(xiàn)軸501上；排列裝置554，用于根據(jù)所希望的增強(qiáng)纖維在待制造的擠壓成型輪廓部件100內(nèi)的相對(duì)布置來(lái)排列纖維材料；預(yù)加熱裝置520，用于預(yù)加熱排列好的纖維材料；加熱的擠出器604，具有設(shè)置在內(nèi)部并且連接到加料斗601的螺旋軸602，該加料斗容納形成熱塑性聚合物512的熔融前體(precursor) 510所需的低聚物606的固體顆粒；擠壓成型模具522，裝備有加熱裝置521并且具有與待制造的擠壓成型輪廓部件100的期望的外輪廓相對(duì)應(yīng)的內(nèi)輪廓；拉出器裝置524，用于從擠壓成型模具522中拉出由纖維材料和熱塑性聚合物樹(shù)脂形成的復(fù)合束525，從而驅(qū)動(dòng)該制造過(guò)程；以及切割器裝置526，用于將復(fù)合束525切割成待制造的擠壓成型輪廓部件100的具有期望的長(zhǎng)度的段。
[0034]在操作的準(zhǔn)備階段，將儲(chǔ)存在線(xiàn)軸501上的纖維材料相繼地引導(dǎo)穿過(guò)排列裝置554、預(yù)加熱裝置520、擠壓成型模具522、拉出器裝置524以及切割器裝置526。而且，加料斗601填充有形成熱塑性聚合物512所需的低聚物606的顆粒，選擇和制備這些顆粒以使得每個(gè)低聚物(短聚合物(short polymer) )606包括至少一個(gè)芳香環(huán)。將擠出器604加熱到足夠高的溫度以提供液態(tài)的低聚物606，例如加熱到比低聚物606的顆粒熔化溫度高1K或者更多的溫度。
[0035]為了開(kāi)始用于制造擠壓成型輪廓部件100的擠壓成型步驟，將纖維材料通過(guò)拉出器裝置524連續(xù)地或者間歇地拉出擠壓成型模具522，使得從儲(chǔ)存裝置552中拉出相應(yīng)數(shù)量的纖維材料。在已經(jīng)在排列裝置554中進(jìn)行排列之后，在纖維材料經(jīng)過(guò)預(yù)加熱裝置520的同時(shí)對(duì)纖維材料進(jìn)行預(yù)加熱，以便以升高的溫度進(jìn)入擠壓成型模具522。同時(shí)，將低聚物606的顆粒從加料斗601引入到擠出器604中，在擠出器中這些顆粒熔化以形成熔融前體510，在接近擠壓成型模具的入口 560 (纖維材料正通過(guò)拉出器裝置524的作用而被拉入該入口中)的位置處將該熔融前體送入該擠壓成型模具522中。在一種形式中，在進(jìn)入擠壓成型模具522之前，熔融前體510在足夠低以阻止低聚物606進(jìn)一步發(fā)生顯著程度的聚合的溫度下熔化并被輸送到擠壓成型模具522，這樣保持了熔融前體510的低粘度，該粘度在本形式中被假定為2Pa.s。
[0036]隨著進(jìn)入擠壓成型模具522,熔融前體510浸漬纖維材料，由于熔融前體的低粘度其甚至進(jìn)入纖維之間的微小的腔中并且徹底地浸濕纖維的表面。當(dāng)拉出器裝置524繼續(xù)拉出具有熔融前體510 (已經(jīng)浸漬經(jīng)過(guò)擠壓成型模具522的纖維)的纖維材料時(shí)，加熱裝置 521保持?jǐn)D壓成型模具522內(nèi)的溫度分布(prof ile)，該溫度分布使得熔融前體510通過(guò)低聚物606的加聚反應(yīng)(polyaddit1n)而沿著被浸漬了的纖維材料通過(guò)擠壓成型模具522 的路徑而充分地聚合，其中由于纖維材料已經(jīng)在預(yù)加熱裝置520中經(jīng)受預(yù)加熱，因此聚合反應(yīng)首先在靠近纖維的表面處開(kāi)始。在本形式中，假定沿著被浸漬了的纖維材料通過(guò)擠壓成型模具522的路徑保持350°C的模具溫度，以便在30s的聚合反應(yīng)持續(xù)時(shí)間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)低聚物606的加聚反應(yīng)引起的聚合反應(yīng)。結(jié)果，具有待制造的擠壓成型輪廓部件100的成分和輪廓的復(fù)合束525在擠壓成型模具的出口 561處連續(xù)地離開(kāi)該擠壓成型模具522,其中通過(guò)切割器裝置526對(duì)該復(fù)合束進(jìn)行切割，以重復(fù)地提供擠壓成型輪廓部件100。
[0037]可以以各種方式制備形成熔融前體510的低聚物606,只要當(dāng)作為熔融態(tài)的熔融前體510進(jìn)行輸送時(shí)沒(méi)有聚合反應(yīng)發(fā)生，而在已經(jīng)進(jìn)入擠壓成型模具522之后該熔融前體 510能夠原位(in-situ)經(jīng)受由于低聚物606加聚反應(yīng)而聚合反應(yīng)成熱塑性聚合物樹(shù)脂，從而產(chǎn)生具有至少200°C (在本形式中假定是220°C)的期望的熱變形溫度的復(fù)合束525。例如，可以選擇如本形式中的用于形成聚鄰苯二甲酰胺(PPA)或者高性能聚酰胺的低聚物。 在制造方法的可替換的形式中，超過(guò)兩個(gè)的成分(比如，例如預(yù)聚物和待加聚到預(yù)聚物上的擴(kuò)鏈劑)可以進(jìn)行混合以形成熔融前體。
[0038]圖2圖示了用于制造混合側(cè)梁102的方法的后續(xù)的側(cè)梁組裝步驟。在該組裝步驟中，使用單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠(未示出)將包括鋼的末端部件104粘合到擠壓成型輪廓部件 100的端部部分110上。而且，通過(guò)使用單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠將四個(gè)金屬支架106粘合進(jìn)擠壓成型輪廓部件的輪廓的凸起輪廓部分111中。在圖3中描述由圖2的組裝步驟形成的混合側(cè)梁102。
[0039]在混合側(cè)梁102的制造已經(jīng)完成之后，通過(guò)利用末端部件104中的和/或一個(gè)或多個(gè)金屬支架106中的安裝特征而將混合側(cè)梁102與額外的部件組裝到圖4中顯示的汽車(chē)車(chē)身108中。例如，可以將末端部件104和/或一個(gè)或多個(gè)金屬支架106焊接或者螺栓連接到汽車(chē)車(chē)身108的其他部件上。圖4顯示了在經(jīng)受用于制造汽車(chē)車(chē)身的方法的后續(xù)的漆浸漬步驟時(shí)的由汽車(chē)車(chē)身組裝步驟形成的汽車(chē)車(chē)身108。在漆浸漬步驟中，將包括混合側(cè)梁102的汽車(chē)車(chē)身108下降到漆容器700中，以被浸沒(méi)在容納在漆容器700中的液體漆112 中。在完成浸漬之后，將汽車(chē)車(chē)身108拉出漆容器700。
[0040]圖5是在經(jīng)受制造方法的后續(xù)的漆烘烤步驟時(shí)圖4的汽車(chē)車(chē)身108的示意性的側(cè)視圖。在漆烘烤步驟中，將用漆112覆蓋的汽車(chē)車(chē)身108放置于烘烤爐702內(nèi)，其中將190°C 的規(guī)定烘烤溫度保持一規(guī)定的烘烤時(shí)間。
[0041]圖6是在組裝為汽車(chē)車(chē)身108的部件的狀態(tài)中的另一個(gè)混合側(cè)梁102的示意性的截面圖，其中還示出了在關(guān)閉狀態(tài)中的汽車(chē)車(chē)門(mén)116的一部分。圖6僅僅顯示了汽車(chē)車(chē)身 108的鄰近混合側(cè)梁102的一部分。雖然混合側(cè)梁102的擠壓成型輪廓部件100包括如在圖3的形式中的基本上Q形截面，但是此外，在該截面中還形成有中空輪廓部分706,該中空輪廓部分包圍內(nèi)部矩形空間704并且從凸起輪廓部分111的外壁103突伸入該凸出輪廓部分中。在本形式中，中空輪廓部分706的閉合構(gòu)造為混合側(cè)梁102提供更大的慣性和抗扭性，因此實(shí)現(xiàn)混合側(cè)梁102的高的整體性能。
[0042]通過(guò)使用例如單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠以擠壓成型輪廓部件100的凸起輪廓部分111與Ω形輪廓鋼支架710的相對(duì)的凸起輪廓部分711組合成組合的內(nèi)部空間111、711的方式將混合側(cè)梁102的擠壓成型輪廓部件100的支腳部分708粘合到Ω形輪廓鋼支架710的支腳部分709上，而將混合側(cè)梁102安裝到汽車(chē)車(chē)身108的Ω形輪廓鋼支架710上。進(jìn)而通過(guò)焊接將Ω形輪廓鋼支架710附接到汽車(chē)車(chē)身108的另一鋼部件712上。擠壓成型輪廓部件100的上側(cè)壁716形成混合側(cè)梁102的頂部表面，其在完整的汽車(chē)中面向在關(guān)閉狀態(tài)中的汽車(chē)車(chē)門(mén)116的底部表面。
[0043]而且，將柱形碰撞罐(crash can) 114 (該柱形碰撞罐通過(guò)拉出-纏繞(pull-winding)或者拉出編織(pullbraiding)而由具有至少200°C的熱變形溫度的連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物單獨(dú)地制成)粘合到混合側(cè)梁102的擠壓成型輪廓部件100的凸起輪廓部分111的外壁103和中空輪廓部分706上，比如以從混合側(cè)梁102的擠壓成型輪廓部件100的外壁103幾乎延伸到Ω形輪廓鋼支架710的相對(duì)的內(nèi)壁713，僅僅在它們之間留下小的間隙714。在發(fā)生汽車(chē)的側(cè)面碰撞的情況下，隨著混合側(cè)梁102的擠壓成型輪廓部件100的外壁103被朝向Ω形輪廓鋼支架710的內(nèi)壁713推動(dòng)，碰撞罐114通過(guò)逐漸變形而吸收碰撞能量。
[0044]碰撞罐114的柱形形狀可以具有圓形截面、矩形截面、橢圓形截面等。而且，碰撞罐不限于柱形形狀，而是還可以例如通過(guò)穿過(guò)內(nèi)部空間111、711平行延伸的多個(gè)腔形成。而且，在可替換的形式中，碰撞罐114可以由比如鋼的金屬制成，或者通過(guò)注射成型由添加或不添加具有短長(zhǎng)度的玻璃纖維的熱塑性聚合物制成。注射成型可以與擠壓成型輪廓部件100分離地執(zhí)行，或者作為包覆成型(overmolding，二次成型)步驟而執(zhí)行，其中，將碰撞罐114作為擠壓成型輪廓部件100上的包覆成型元件而附接并形成在位。
[0045]而且，在不脫離本公開(kāi)內(nèi)容的情況下，圖6的混合側(cè)梁102的元件可以與上文中描述的形式的元件結(jié)合。例如，可以將碰撞罐114安裝在平的(plain)Q形截面的擠壓成型輪廓部件100中，或者可以將金屬支架106安裝在如圖6中顯示的擠壓成型輪廓部件100中。
[0046]可以理解的是，前述的詳細(xì)說(shuō)明被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性的，并且應(yīng)理解的是，包括所有等同物的下文中的權(quán)利要求旨在限定本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于汽車(chē)的混合側(cè)梁，包括:擠壓成型輪廓部件，所述擠壓成型輪廓部件包含連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物，所述連 續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物具有至少200°C的熱變形溫度；以及末端部件，所述末端部件包含鋼，所述末端部件附接至所述擠壓成型輪廓部件的端部 部分上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，其中，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物具有至少 220 °C的熱變形溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，其中，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物具有至少 230 °C的熱變形溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，其中，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物包括半芳 香聚酰胺。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，其中，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物包括聚鄰苯二甲酰胺。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，其中，所述末端部件粘合到所述擠壓成型輪廓部 件上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，其中，所述末端部件通過(guò)使用單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠 粘合到所述擠壓成型輪廓部件上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，所述混合側(cè)梁還包括附接到所述擠壓成型輪廓部 件上的至少一個(gè)金屬支架。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合側(cè)梁，其中，所述至少一個(gè)金屬支架設(shè)置于所述擠壓成 型輪廓部件的凸起輪廓部分內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，其中，包含鋼和熱塑性聚合物中的至少一者的至 少一個(gè)碰撞罐附接到所述擠壓成型輪廓部件上。11.一種汽車(chē)車(chē)身，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合側(cè)梁，所述汽車(chē)車(chē)身用在至少 190°C的烘烤溫度下烘烤的漆層覆蓋。12.—種制造用于汽車(chē)的混合側(cè)梁的方法，所述方法包括下列步驟:形成包含連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物的擠壓成型輪廓部件，所述連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性 聚合物具有至少200°C的熱變形溫度；以及將包含鋼和熱塑性聚合物中的至少一者的末端部件附接到所述擠壓成型輪廓部件的 端部部分上。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過(guò)涉及擴(kuò)鏈劑的加聚反應(yīng)的反應(yīng)性擠壓成 型而形成所述擠壓成型輪廓部件。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述擴(kuò)鏈劑包括至少一個(gè)芳香環(huán)。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，將用于執(zhí)行所述反應(yīng)性擠壓成型的擠壓成型 模具加熱到至少340°C的模具溫度。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，通過(guò)粘合將所述末端部件附接到所述擠壓成 型輪廓部件上。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，通過(guò)使用單組分環(huán)氧樹(shù)脂膠將所述末端部件 附接到所述擠壓成型輪廓部件上。18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括將包含纖維增強(qiáng)熱塑性聚合物的至少一個(gè)碰撞罐附接到所述擠壓成型輪廓部件上的步驟。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，所述方法還包括通過(guò)擠壓成型形成所述至少一個(gè)碰撞觸的步驟。20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括以下步驟: 將所述混合側(cè)梁與汽車(chē)車(chē)身進(jìn)行安裝； 將漆施加到所述汽車(chē)車(chē)身上；以及 在至少190°C的烘烤溫度下烘烤施加有漆的所述汽車(chē)車(chē)身。
【文檔編號(hào)】B29C70/52GK105966462SQ201510613356
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日
【發(fā)明人】朱利安·里什東, 赫爾曼·漢森, 斯特凡娜·蘭讓巴克
【申請(qǐng)人】現(xiàn)代汽車(chē)歐洲技術(shù)中心有限公司, 現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社, 起亞自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社