[发明专利]一种低应力的组合结构件

说明书

根据美国法典第35条119(a)到(d)款，本专利要求享有2001年1月7日申请的德国专利第101 01 772.3号的优先权。

技术领域

本发明涉及一种低内应力的组合结构件，其至少由高强度材料的芯体以及与芯体表面的至少一部分相接的热塑性材料的塑料体所组成。芯体在相隔开的连接位置上与塑料体相连。由于芯体和塑料体的材料的不同热膨胀而产生的应力通过设置在它们之间的特殊形状的连接件可以减到最小或被消除。

组合结构件包括由互锁连接件装配在一起的不同材料的零件，互锁接合可以允许不同零件间有至少一个自由度的相对运动。

本发明尤其涉及一种带有互锁连接件的塑料-金属混合结构件，互锁连接件可以使由于各种材料的不同热膨胀而在构件内产生的内应力最小，或者防止内应力的发生。

组合结构件包括一混合结构部件，其由多个不同材料，例如塑料和金属材料的零件形成。各个零件通过特殊的连接件连接起来，此连接件设计成可在最多两个空间方向上实现互锁接合。

背景技术

实际上已经存在有塑料/金属组合结构件(见欧洲专利第370 342A2号和第995 068 A2号)，其中金属板由热塑性材料例如聚酰胺的肋条结构来支撑。在这种情况中，肋条结构以互锁方式在所有三个空间方向上牢固地固定在金属板上。

这些传统上使用的组合结构件的缺点是，由于是通过注塑生产，因此组合结构件具有较高的内应力。熔融状态的热塑性材料喷射或注射到作为芯体的金属板上，然后冷却。由于在冷却过程中热塑性材料具有较大的收缩率，因而构件内产生的应力在热塑性零件的驰豫过程中只能部分地释放。在使用时构件的不同零件的不同热膨胀还会进一步地强化这些应力。为此，在这种组合结构件中只能采用部分结晶的热塑性材料。迄今为止只有聚酰胺可以应用。这种热塑性材料具有自然的、相对较大的潮湿吸收能力，其和材料的膨胀一起有助于减小应力。另一方面，由于非晶体的热塑性材料在应力腐蚀裂纹下容易失效，因此不适合用在这种组合结构中。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种在导言中所述形式的组合结构件，可以防止由于零件之间，即芯体和塑料体之间的相对运动而产生的内应力。

根据本发明，此目的可以通过一种带有互锁连接件的构件来实现，其中至少在一个方向上取消了互锁接合，而代之以摩擦接合(或力锁合)。

根据本发明提供了一种组合结构件，其包括：

(a)由高强度材料制成的芯体，所述芯体具有多个穿孔；和

(b)与所述芯体的表面的至少一部分相接的热塑性材料制成的塑料体，

其特征在于，所述芯体通过在至少一些所述穿孔内延伸的连接件连接到所述塑料体上，所述连接件在所述芯体和正交于所述芯体平面的所述塑料体之间形成互锁接合，所述连接件和所述穿孔的相互间尺寸允许所述芯体和所述塑料体沿所述芯体和所述塑料体平面的X和Y方向的至少一个作可逆的摩擦运动。

在本文和权利要求中，用语“相互间尺寸”是指芯体的穿孔在X和Y方向的至少一个上的尺寸比在穿孔内延伸的连接件的X和Y方向的至少一个上的尺寸大。这样，芯体和塑料体之间沿芯体和塑料体平面的X和Y方向的至少一个上可以发生可逆的摩擦运动。

在本发明所附的作为本申请的一部分的权利要求中对本发明的特征进行了介绍。通过下文中对本发明的优选实施例的具体介绍和附图，可以更好地理解本发明的这些和其它特征、操作优点及所能达到的特定目的。

在说明书和权利要求中除了在操作示例中或特别指出的情况，所有数据和表达，例如那些结构尺寸、注塑条件等，都采用了用语“约”来表示其在所有示例中都可以进行修改。

附图说明

图1是根据本发明的构件的代表性透视图；

图2是图1沿线A-A的剖视图；

图3是图1沿线B-B的剖视图；

图4是根据本发明的带有铆钉柱的组合结构件的代表性底视平面图；

图5是图4所示组合结构件沿线C-C的剖视图；

图6是图4所示组合结构件的代表性顶视平面图；

图7是图8所示组合结构件沿线C-C的剖视图；

图8是根据本发明的组合结构件的代表性平面图，其中塑料体具有多个交叉肋条的肋条结构；和

图9是用作车辆挡泥板的根据本发明的组合结构件的代表性透视图。