CN111376665B

CN111376665B - 组合材料衬套

Info

Publication number: CN111376665B
Application number: CN201911234158.4A
Authority: CN
Inventors: 赵基峰
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2025-02-07
Anticipated expiration: 2039-12-05
Also published as: US11685209B2; DE102019132875A1; US20200207169A1; CN111376665A

Abstract

本发明提供一种组合材料衬套，其可以包括中心板和外部泡沫，所述外部泡沫形成在所述中心板的外部以包围所述中心板，并且由不同种类的材料制成。

Description

组合材料衬套

技术领域

本发明涉及一种组合材料衬套，更具体地，涉及一种其中混合了不同种类的材料的组合材料衬套。

背景技术

车辆配备有悬架，悬架减弱了地面冲击并且将车轮连接到车辆。悬架根据其形状可以分为两个车轮都连接到一个车轴的刚性轴悬架、以及两个车轮都连接到各自车轴的独立悬架。

独立悬架的示例包括麦弗逊(McPherson)悬架、双叉臂悬架、以及多连杆悬架。双后多连杆悬架包括上臂、下臂、后副车架以及纵臂，上臂连接在车轴和车架之间，纵臂连接在车轴和车身之间。

纵臂衬套设置在连接于纵臂与车身之间的连接部上。具有预定尺寸的通孔形成在纵臂的端部上。纵臂衬套被按压装配至通孔中以缓冲从路面接收到的振动或者冲击，从而使振动或者冲击向车身的传递最小化。

图1示出传统的纵臂衬套1。如图1所示，传统的纵臂衬套1包括外部铁材2、圆柱形橡胶3、以及芯部4，外部铁材2具有预定直径，圆柱形橡胶3安装在外部铁材2内，芯部4穿过橡胶3的中心并且连接到车身。

然而，设置在传统的纵臂衬套1中的芯部4是通过铸造合金制造的。在铸造之后，在芯部的相对厚的中心4A的冷却与芯部的相对薄的端部4B的冷却之间发生时间差，因此，难以使芯部的中心4A和端部4B具有均匀的强度。

发明内容

为了解决上述问题而完成本发明，并且本发明的目的在于提供一种组合材料衬套，其中芯部的中心和端部可以具有均匀的强度。

组合材料衬套包括中心板和外部泡沫，所述外部泡沫形成在所述中心板的外部以包围所述中心板，并且由不同种类的材料制成。

在所述中心板的中心处可以设置有孔，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离。

长度大于所述中心板的厚度并且小于所述外部泡沫的厚度的销可以安装在所述孔中。

所述中心板的中心区域可以至少弯曲一次，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离。

所述中心板的中心可以设置有孔，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离，并且所述中心板的中心区域可以至少弯曲一次。

所述中心板的边缘可以设置有防分离钳口，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离。

所述中心板可以具有矩形形状，并且所述防分离钳口可以形成在所述中心板的长边缘中的任意一个上，以彼此面对。

所述中心板可以具有矩形形状，并且所述防分离钳口通过从所述中心板的长边缘的外侧向内切割而形成。

所述中心板和所述外部泡沫可以选择性地由在金属或者非金属中具有目标强度或者延展性的材料制成。

所述中心板可以由通过冲压成型或者挤出成型而具有强度的钢材料制成，并且所述外部泡沫可以通过注塑成型而形成在所述中心板的外部并且由塑料制成。

在所述中心板的纵向方向的两端的每一端可以设置有紧固孔。

所述紧固孔可以设置有引导销。

所述紧固孔的中心可以形成为不在纵向方向上位于所述中心板的中心轴线上。

所述中心板的每个角部的曲率半径可以彼此不同。

在宽度方向上穿过所述中心板的两侧(例如，穿过所述中心板的两侧的中心)的假想第一线段以及在宽度方向上穿过所述外部泡沫的两侧(例如，穿过所述外部泡沫的两侧的中心)的假想第二线段彼此不重合。

所述中心板的与所述外部泡沫接触的中心区域可以设置有结合材料。

所述结合材料可以是当所述外部泡沫被注塑成型时通过加热而熔化的材料。

所述中心板的熔点可以高于所述外部泡沫的熔点，并且所述外部泡沫的熔点可以高于所述结合材料的熔点。

根据如上所述构造的根据本发明的实施方案的组合材料衬套，由于以外部泡沫安装在中心板的外部的形式设置芯部，因此芯部的中心和端部的强度可以均匀，并且芯部可以具有与传统的芯部相同的形状。

此外，由于中心板倾斜地设置在外部泡沫上，因此可以容易地进行车身紧固。

此外，由于紧固孔设置在中心板的两端上以具有偏移，因此中心板的面积增加并且刚度增加。中心板和外部泡沫之间的结合强度增加。

此外，由于中心板的角部的曲率半径被设置为彼此不同，因此可以可变地应用曲率半径，以便针对车身紧固进行优化。

此外，可以确保衬套的生产率、可靠性和质量。

附图说明

图1示出现有技术的传统的纵臂衬套的示例性视图。

图2至图4是设置在根据本发明的实施方案的组合材料衬套中的芯部的立体图。

图5至图7是图2的中心板的示例性视图。

图8是设置在图2的组合材料衬套中的芯部的横截面视图。

图9是设置在图2的组合材料衬套中的结合材料的示例性视图。

图10是根据本发明的实施方案的制造设置在组合材料衬套中的芯部的方法的流程图。

具体实施方式

下面，将参考附图对根据本发明的实施方案的组合材料衬套进行详细描述。

参照图2至图10，根据本发明的实施方案的组合材料衬套包括芯部，芯部包括中心板100和外部泡沫200，外部泡沫200形成在中心板100的外部以包围中心板100，并且由不同种类的材料制成。橡胶安装在外部泡沫200的外部，并且安装外部铁材以包围橡胶的外部。根据本发明的实施方案的组合材料衬套可以具有多种名称，并且可以应用于多个互连的连杆以形成车辆结构。

作为构成中心板100和外部泡沫200的材料，可以选择性地应用在金属或者非金属中满足目标强度、延展性或者可加工性的材料。当选择形成中心板100的材料时，优选地选择遍及组合材料衬套的芯部的中心部直至芯部的端部提供均匀的强度的材料。在外部泡沫200由形状容易改变且具有较高的可加工性的材料选择性地制成的情况下，当生产时，外部泡沫200可以具有与传统的芯部相同或者可以应用于特定的连杆的任何形状。

中心板100连接到车身以支撑来自车身的负荷。外部泡沫200将从车身传递到中心板100的负荷传递到橡胶。橡胶的形状根据外部泡沫200的形状而确定。外部泡沫200应具有不被从中心板100传递的负荷损坏的强度。外部泡沫200可以由塑料、铝或者镁制成。

根据一个示例，中心板100由具有强度的钢制成。中心板100通过冲压成型或者挤出成型来生产。中心板100可以由诸如SAPH440之类的普通高应力钢、诸如S25C和S45C之类的钢材料等各种材料制成。

外部泡沫200可以由塑料材料制成。外部泡沫200可以通过注塑成型而形成在中心板100的外部。外部泡沫200可以由熔点比中心板100低的材料选择性地制成，从而可以在注塑成型期间保持中心板100的形状。外部泡沫200可以由其中混合有诸如PA66+GF30％(用玻璃纤维(30％)增强的PA66)的一般尼龙系列和玻璃纤维的塑料或者可以注塑成型的其他各种塑料来制成。外部泡沫200可以用PA66+GF30％或者PA66+GF50％的组成来制造。外部泡沫200可以用除了PA66+GF30％或者PA66+GF50％以外的各种组成来制造。

如图2所示，由于在注塑成型期间外部泡沫200通过穿透中心板100而连接到中心板100，因此在中心板100的中心处形成有孔110，以防止外部泡沫200与中心板100分离。可以设置一个或者更多个孔110。

如图3所示，形状像管的销111可以安装在孔110中。销111的长度大于中心板100的厚度并且小于外部泡沫200的厚度。

如图4所示，中心板100的中心区域可以至少弯曲一次(即，中心板100的中心区域的顶表面被升高)，以防止外部泡沫200与中心板100分离。另外，孔110可以设置在中心板100的中心，并且中心板100的中心区域可以至少弯曲一次，以便能够防止外部泡沫200与中心板100分离。

如图5和图6所示，中心板100可以形成为矩形形状，并且防分离钳口140可以形成在中心板100上，以防止外部泡沫200与中心板100分离。当通过注塑成型在中心板100上形成外部泡沫200时，在外部泡沫200的内侧上形成与防分离钳口140接触的突出钳口210。通过使防分离钳口140与突出钳口210接触，防止外部泡沫200与中心板100分离。

如图5所示，防分离钳口140可形成在中心板100的长边之一的中心部。从中心板100的底表面的端部以预定角度连续地切割加工中心板100的长边中的任一个，结果，防分离钳口140形成为面对中心板100的边缘。

如图6所示，防分离钳口140可以通过从中心板100的长边缘的外侧向内切割而形成。

参照图2至图7，在中心板100的纵向方向的两端分别形成有紧固孔120。当连接车身时，每个紧固孔120均设置有从车身延伸的铰接件。紧固孔120设置有引导销121(参见图2)。

引导销121被制造成具有比紧固孔120的深度长的长度，以便从中心板100突出。引导销121由强度等于或者高于中心板100的强度的钢制成。

紧固孔120可以形成为使得其中心不在纵向方向上位于中心板100的中心轴线上(参见图7)。当紧固孔120的中心不与中心板100的中心轴线对准时，从中心板100的一侧到紧固孔120的边缘的最短距离大于从中心板的相对侧到紧固孔120的边缘的最短距离。当铰接件按压中心板100的具有较大距离的一侧时，与中心板100的侧面与紧固孔200的边缘之间的最短距离的两侧具有相同距离的情况相比，减小了中心板100的形状变形的空间。即，随着被铰接件按压的面积增加，中心板100的刚度相对增加。至少由于上述结构，可以根据需要增大中心板100的中心区域的宽度。因此，可以增加包围中心板100和外部泡沫200之间的结合区域的中心板100的宽度，并且可以增加结合强度。

中心板100可以制造成使得每个角部的曲率半径彼此不同。可以调节中心板100的每个角部的曲率半径以针对车身紧固进行优化。

参照图2和图4，外部泡沫200可以制造成使得其表面至少弯曲一次(即，中心板100的中央区域的顶表面升高)(参见图2、图3)，或者可以形成为圆柱形(参见图4)。

参照图8，为了便于衬套的车身固定，将中心板100倾斜地设置在外部泡沫200上，使得在宽度方向上穿过中心板100的两侧(例如，穿过中心板100的两侧的中心)的假想第一线段L1以及在宽度方向上穿过外部泡沫200的两侧(例如，穿过外部泡沫200的两侧的中心)的假想第二线段L2彼此不重合。

第一线段L1和第二线段L2以10°的角度设置。中心板100可以倾斜地设置在外部泡沫200上，因此，考虑到车身的形状和纵臂的形状，第一线段L1和第二线段L2形成10°或更大或者10°或更小的角度。

参照图9，在中心板100和外部泡沫200彼此接触的中心板100的中心区域中设置有结合材料。结合材料可以设置在中心板100的两侧。结合材料可以设置为结合膜130，其在材料的注塑成型以形成外部泡沫200期间通过加热而熔化。结果，由钢材料制成的中心板100和由塑料材料制成的外部泡沫200彼此结合。

除了结合膜130之外，任何通过热而熔化的材料，例如，诸如结合剂和树脂的非金属材料(合成树脂)以及诸如银焊料的金属材料都可以用作结合材料。结合材料可以选择为具有比外部泡沫200低的熔点的材料，使得当通过注塑成型在中心板100的表面上形成外部泡沫200时，结合材料可以容易地熔化。

如上构造的根据本发明的实施方案的组合材料衬套可以根据图10所示的程序来制造。如图10所示，根据本发明的实施方案的组合材料衬套通过生产构成组合材料衬套的芯部的中心的中心板100(S100)以及在中心板100的外部上形成由不同种类的材料制成的外部泡沫200(S200)来制造。

根据一个示例，在生产中心板100的步骤S100中，通过冲压成型或者挤出成型来生产中心板100。在外部泡沫200的形成中(S200)，通过注塑成型在中心板100的外部形成外部泡沫200。

在中心板100的生产中(S100)，在中心板100的中心处形成孔110，以防止外部泡沫200与中心板100分离。此外，中心板100的中心区域可以至少弯曲一次(即，中心板100的中心区域的顶表面被升高)，从而防止外部泡沫200与中心板100分离。结合材料可以设置在中心板100的中心区域。结合材料可以是在注塑成型以形成外部泡沫200期间通过提供的热量而熔化的材料(S200)。当结合材料熔化时，中心板100和外部泡沫200彼此结合。

在中心板100的生产中(S100)，在中心板100的纵向方向的两端分别形成有紧固孔120，使得紧固孔120的中心不在纵向方向上位于中心板100的中心轴线上。另外，中心板100的每个角部被加工成具有不同的曲率半径。

在外部泡沫200的形成中(S200)，通过注塑成型在中心板100的至少中心部周围形成外部泡沫200，使得在宽度方向上穿过中心板100的两侧的假想第一线段L1以及在宽度方向上穿过外部泡沫200的两侧的假想第二线段L2彼此不重合。中心板100倾斜地安装在注塑成型外部泡沫200的机器上，使得中心板100可以倾斜地设置在外部泡沫200上。

根据如上构造的根据本发明的实施方案的包括芯部的组合材料衬套，中心板100由具有强度的材料制成，使得可以均匀地提供芯部的中心的强度和芯部的端部的强度。特别地，由于由具有较高可加工性的塑料制成的外部泡沫200设置在中心板100的外部，因此，外部泡沫200可以具有与传统的芯部相同的形状，或者根据要应用的连杆的形状具有适当的形状。

此外，由于中心板100倾斜地设置在外部泡沫200上，所以车身紧固容易。由于紧固孔120设置在中心板100的两端以具有偏移，因此，中心板100的面积增加并且刚度增加。中心板100和外部泡沫200之间的结合强度增加。此外，由于中心板100的角部的曲率半径被设置为彼此不同，因此可以可变地应用曲率半径，以便针对车身紧固进行优化。因此，可以确保衬套的生产率、可靠性和质量。

另一方面，衬套的性能由橡胶的刚度和性能决定。橡胶的刚度和性能取决于橡胶的形状和材料。橡胶牢固地结合到外部铁材和外部泡沫200上。橡胶的形状由外部铁材和外部泡沫200的形状决定。

为了确保橡胶的自由性能，外部泡沫200的形状应自由设定。外部泡沫200的材料应易于适应变形的形状。即，可加工性应该较高。为了自由地设定外部泡沫200的形状，优选如上所述实施注塑成型。如上所述，适合于注塑成型的外部泡沫200的材料的示例包括塑料、铝、镁等。

中心板100可以确保刚度，并且由塑料、铝或者镁材料制成的外部泡沫200能够以所需的形状形成在中心板100的表面上。因此，根据本发明的一个实施方案，可以制造出适用于车辆中存在的任何连杆的衬套。

Claims

1.一种组合材料衬套，其包括芯部，所述芯部具有中心部以及端部，其中，所述芯部包括：

中心板；以及

外部泡沫，其形成在所述中心板的外部以包围所述中心板，并且由不同种类的材料制成，

其中，所述中心板的紧固孔的中心设置成不在纵向方向上位于所述中心板的中心轴线上，从而增加包围中心板和外部泡沫之间的结合区域的中心板的宽度以增加中心板和外部泡沫之间的结合强度；

所述中心板倾斜地设置在外部泡沫上以便于衬套固定至车辆，其中在宽度方向上穿过所述中心板的两侧的假想第一线段以及在宽度方向上穿过所述外部泡沫的两侧的假想第二线段彼此不重合。

2.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，在所述中心板的中心处设置有孔，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离。

3.根据权利要求2所述的组合材料衬套，其中，在所述孔中安装有销，所述销的长度大于所述中心板的厚度并且小于所述外部泡沫的厚度。

4.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，所述中心板的中心区域至少弯曲一次，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离。

5.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，在所述中心板的中心设置有孔，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离，并且所述中心板的中心区域至少弯曲一次。

6.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，在所述中心板的边缘设置有防分离钳口，以防止所述外部泡沫与所述中心板分离。

7.根据权利要求6所述的组合材料衬套，其中，所述中心板具有矩形形状，并且

所述防分离钳口设置在所述中心板的长边缘中的任意一个上，以彼此面对。

8.根据权利要求6所述的组合材料衬套，其中，所述中心板具有矩形形状，并且

所述防分离钳口通过从所述中心板的长边缘的外侧向内切割而设置。

9.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，所述中心板和所述外部泡沫选择性地包含有在金属或者非金属中具有目标强度或者延展性的材料。

10.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，所述中心板包含有遍及所述芯部的中心部直至所述芯部的端部提供均匀的强度的钢材料，并且

所述外部泡沫设置在所述中心板的外部，并且包含有塑料材料。

11.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，在所述中心板的纵向方向的每一端设置有紧固孔。

12.根据权利要求11所述的组合材料衬套，其中，在所述紧固孔处设置有引导销。

13.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，所述中心板的每个角部的曲率半径彼此不同。

14.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，在所述中心板的与所述外部泡沫接触的中心区域上设置有结合材料。

15.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，所述假想第一线段和所述假想第二线段形成10°或者更大的角度。

16.根据权利要求14所述的组合材料衬套，其中，所述结合材料设置在所述中心板的两侧上。

17.根据权利要求1所述的组合材料衬套，其中，在宽度方向上穿过所述中心板的两侧的中心的假想第一线段以及在宽度方向上穿过所述外部泡沫的两侧的中心的假想第二线段彼此不重合。

18.一种制造组合材料衬套的方法，所述组合材料衬套包括芯部，所述芯部包含中心板以及设置在所述中心板的外部的外部泡沫，所述方法包括：

对钢材料执行冲压成型或者挤出成型以形成所述中心板；

在所述中心板的至少一部分与所述外部泡沫接触的所述中心板的中心部设置结合材料；以及

执行材料的注塑成型以形成所述外部泡沫，从而熔化所述结合材料并且将所述中心板结合到所述外部泡沫，

19.根据权利要求18所述的方法，其中，形成所述中心板的钢材料的熔点高于形成所述外部泡沫的材料的熔点，并且形成所述外部泡沫的材料的熔点高于所述结合材料的熔点。