用于裝配帶有加強(qiáng)的模制鉚釘?shù)能囕v部件的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于裝配帶有加強(qiáng)的模制鉚釘?shù)能囕v部件的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛，例如汽車、皮卡車、運(yùn)動(dòng)型多用途車、小型貨車、大篷貨車或其他的客運(yùn)車輛，傳統(tǒng)地利用鋼作為它們的結(jié)構(gòu)。然而，對(duì)更高效率的車輛的需求已經(jīng)導(dǎo)致對(duì)多種結(jié)構(gòu)和車身材料的考慮，這取決于具體的車輛設(shè)計(jì)規(guī)格。例如，為了幫助滿足燃料效率目標(biāo)或要求，例如平均燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)(Corporate Average Fuel Economy，CAFE)，車輛可包含非金屬、塑料、復(fù)合材料和/或加強(qiáng)材料(例如纖維加強(qiáng)塑料)，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)金屬部件和/或除傳統(tǒng)金屬部件之外還采用上述材料，以減小重量同時(shí)保持適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度性能。這類部件和材料的連接件的完整性和穩(wěn)固性以多種方式影響車輛的性能，包括車輛的強(qiáng)度以及車輛的噪聲、振動(dòng)和不平順性(NVH)性能。然而，傳統(tǒng)的制造方法不適用于可替代材料的需求。例如，加強(qiáng)復(fù)合材料不能夠被焊接，以及它們能夠使金屬緊固件腐蝕。其他的連接技術(shù)不適合大眾市場(chǎng)的循環(huán)時(shí)間。在另一個(gè)實(shí)例中，如果車輛材料和緊固件具有顯著不同的熱膨脹特性，那么連接整體性可由于熱循環(huán)而被影響。因此，目前很難提供一種足夠穩(wěn)固的以應(yīng)用在大眾市場(chǎng)客運(yùn)車輛中的用于非金屬、塑料、復(fù)合材料和/或加強(qiáng)材料(例如纖維加強(qiáng)塑料)的連接件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于裝配車輛部件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0004]模具組件，所述模具組件將分別具有第一孔口和第二孔口的第一車輛部件和第二車輛部件固定，所述模具組件將所述第一車輛部件和所述第二車輛部件定位成使所述第一孔口和所述第二孔口重合，所述第一車輛部件和所述第二車輛部件中的至少一個(gè)包括聚合材料；
[0005]連接部件，所述連接部件延伸通過所述第一孔口和所述第二孔口，所述模具組件支撐所述連接部件，所述連接部件包括支撐柄和至少部分地包圍所述支撐柄的可成型主體；以及
[0006]沖頭構(gòu)件，所述沖頭構(gòu)件選擇性地接合所述連接部件的可成型主體并且使所述連接部的可成型主體變形，所述模具組件引導(dǎo)所述可成型主體與所述第一車輛部件和所述第二車輛部件接合，所述模具組件將所述支撐柄定位在所述第一孔口和所述第二孔口中的至少一個(gè)中。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括溫度控制機(jī)構(gòu)，所述溫度控制機(jī)構(gòu)熱連接至所述模具組件并且選擇性地為所述模具組件提供熱以使所述連接部件的可成型主體變形。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述溫度控制機(jī)構(gòu)選擇性地冷卻所述模具組件以固化變形的可成型主體。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述可成型主體粘附地結(jié)合至所述第一車輛部件和所述第二車輛部件中的至少一個(gè)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述可成型主體粘附地結(jié)合至所述第一車輛部件和所述第二車輛部件兩者。
[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述模具組件將所述連接部件相對(duì)于所述第一孔口和所述第二孔口中的至少一個(gè)大致地居中。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述模具組件將所述支撐柄相對(duì)于所述第一孔口和所述第二孔口中的至少一個(gè)大致地居中，其中所述支撐柄定位在所述第一孔口和所述第二孔口中的所述至少一個(gè)內(nèi)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述模具組件將所述第一車輛部件和所述第二車輛部件固定，其中所述第一孔口和所述第二孔口大致地對(duì)準(zhǔn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述模具組件將所述連接部件和所述支撐柄相對(duì)于所述第一孔口和所述第二孔口大致地居中。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述模具組件將所述第一車輛部件和所述第二車輛部件彼此直接抵靠地固定。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于裝配車輛部件的方法，所述方法包括:
[0017]使第一車輛部件和第二車輛部件的各自的第一孔口和第二孔口重合，所述第一車輛部件和所述第二車輛部件的至少其中一個(gè)包括聚合材料；
[0018]將連接部件延伸通過所述第一孔口和所述第二孔口，所述連接部件包括至少部分地被可成型主體包圍的支撐柄；
[0019]將所述支撐柄定位在所述第一孔口和所述第二孔口中的至少一個(gè)中；以及
[0020]將所述可成型主體變形為接合所述第一車輛部件和所述第二車輛部件。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使所述可成型主體變形包括通過沖頭構(gòu)件使所述可成型主體機(jī)械地變形。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，使所述可成型主體變形包括加熱所述可成型主體。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括冷卻變形的可成型主體。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括將所述可成型主體粘附地結(jié)合至所述第一車輛部件和所述第二車輛部件中的至少一個(gè)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括將所述可成型主體粘附地結(jié)合至所述第一車輛部件和所述第二車輛部件兩者。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述連接部件相對(duì)于所述第一孔口和所述第二孔口中的至少一個(gè)大致地居中。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述支撐柄相對(duì)于所述第一孔口和所述第二孔口中的至少一個(gè)大致地居中，其中所述支撐柄被定位在所述第一孔口和所述第二孔口中的所述至少一個(gè)中。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括大致地對(duì)準(zhǔn)所述第一孔口和所述第二孔
□ O
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括直接地對(duì)接的所述第一車輛部件和所述第二車輛部件。
【附圖說明】
[0030]圖1是根據(jù)本公開原理的車輛部件的示例性組件的橫截面視圖。
[0031]圖2是定位成帶有通過其中的重疊的孔口的示意性的車輛結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫截面視圖。
[0032]圖3A至圖3C是用于根據(jù)本公開原理的組件的示意性的緊固部件的橫截面視圖，其中緊固部件包括包圍支撐主體的加強(qiáng)的外部可成型主體。
[0033]圖4是用于根據(jù)本公開原理的組件的用于示意性的緊固部件的另一個(gè)示意性的支撐主體的橫截面視圖。
[0034]圖5A至圖5C是用于形成根據(jù)本公開原理的組件的系統(tǒng)的橫截面視圖。
[0035]圖6示出了用于形成根據(jù)本公開原理的組件的示意性的過程。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1是根據(jù)本公開原理的車輛部件的示例性組件10的示例性的橫截面視圖。示意性的組件10包括第一結(jié)構(gòu)部件12和第二結(jié)構(gòu)部件14。在一個(gè)實(shí)例中，第一部件12和第二部件14是用于車輛(例如乘用車、運(yùn)動(dòng)型多功能車、小型貨車等)的車身部件。在該示例性的實(shí)施方式中，第一部件12和第二部件14彼此對(duì)接。應(yīng)當(dāng)理解，本公開的原理可適用于多種車輛組件，包括帶有多于兩個(gè)部件的組件。
[0037]根據(jù)本公開的原理，第一部件12和第二部件14中的至少一者由非金屬、塑料、復(fù)合材料和/或加強(qiáng)材料(例如纖維加強(qiáng)塑料)形成和/或包括非金屬、塑料、復(fù)合材料和/或加強(qiáng)材料(例如纖維加強(qiáng)塑料)。在一個(gè)實(shí)例中，第一部件12和第二部件14中的其中一者可由碳素纖維加強(qiáng)塑料材料形成，并且另一者也可由碳素纖維加強(qiáng)塑料材料形成，或由另一種非金屬、塑料、復(fù)合材料和/或加強(qiáng)材料、或金屬材料形成。第一部件12和第二部件14可具有大致上完全相同的材料構(gòu)成。
[0038]進(jìn)一步參照?qǐng)D2，第一部件12和第二部件14分別地包括第一孔口 16和第二孔口
18。第一部件12和第二部件14通過使第一孔口 16和第二孔口 18重合而定位。在一些實(shí)施方式中，如在圖2中所示的示意性說明，第一部件12和第二部件14可被定位成使第一孔口 16和第二孔口 18居中，S卩，同中心地對(duì)齊。
[0039]組件10還包括緊固件或連接部件20，緊固件或連接部件20延伸通過第一部件12和第二部件14的第一孔口 16和第二孔口 18。連接部件20包括可成型外部主體22，可成型外部主體22至少部分地包圍相對(duì)剛性的支撐柄或支撐主體24。應(yīng)當(dāng)理解，本文中的外部主體“至少部分地包圍”支撐主體的描述在一些實(shí)施方式中包括一部分或更多部分的支撐主體或支撐柄或它的部件可通過外部主體突出至連接部件的外部表面，但是外部主體充分地圍繞支撐主體延伸以維持支撐主體相對(duì)于外部主體的固定。此外，如本文中所使用的，“可成型”同時(shí)指可在一定條件下被反復(fù)的變形和熔化的材料(例如，熱塑性聚合材料)以及由于施加的變形條件(即，加熱、加壓等)基本上不可逆地固化或產(chǎn)生其它化學(xué)改變的材料，例如熱固性聚合物。因此，外部主體22可包括熱塑性材料(例如，尼龍)和熱固性材料(例如，環(huán)氧樹脂或聚酯)中的其中一者。除了可成型材料，外部主體22還可包括加強(qiáng)材料32ο
[0040]進(jìn)一步參照?qǐng)D3A至圖3C，額外的連接部件20’和20”與連接部件20 —起都以示例性的預(yù)變形狀態(tài)(例如，呈大致圓柱體的形狀)示出。額外的連接部件20’和20”分別具有外部主體22’和22”，外部主體22’和22”分別地包括變化的加強(qiáng)材料32’和32”。例如，加強(qiáng)材料32、32’、32”可包括多種纖維材料和/或顆粒材料中的一種或更多種，例如，碳、玻璃、聚酰胺以及其他天然纖維；滑石和金屬薄片；以及玻璃珠。應(yīng)當(dāng)理解，除了加強(qiáng)材料的不同之外，本文中的連接部件20的描述同樣地適用于連接部件20’和20”。
[0041]如在圖1和圖3A至圖3C中所示，支撐主體24、24’和24”分別地至少部分地被可成型外部主體22、22’和22”包圍，并且每個(gè)支撐主體24、24’和24”可具有大致地圓柱形形狀。參照?qǐng)D4，另一個(gè)支撐主體包括從該支撐主體的徑向外部表面突出的肋狀鎖定構(gòu)件34”’。鎖定構(gòu)件34”’幫助將支撐主體24”’相對(duì)于根據(jù)本公開原理的車輛部件組件中的相應(yīng)的連接部件機(jī)械地固定。例如，鎖定構(gòu)件34”’將提供支撐主體24”’相對(duì)于至少部分地包圍的外部主體的縱向運(yùn)動(dòng)的阻力。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本公開原理的支撐主體或支撐柄可包括多種幾何結(jié)構(gòu)，所述多種幾何結(jié)構(gòu)包括具有多種構(gòu)造(例如，間隔分開的球狀突出部或螺紋)的突出鎖定構(gòu)件。這種特征可顯著地影響支撐主體或支撐柄的橫截面面積。還應(yīng)當(dāng)理解，除了在支撐主體24