[发明专利]结构支撑件

说明书

本发明涉及交通工具驾驶室和运输物体框架或方格结构的结构支撑件及其制造和应用方法。结构支撑件应被理解为形成框架或方格结构的型材。

如今，驾驶室，特别是公路或铁道机动车辆驾驶室，公路或铁道机动车辆的车体结构或其它运输物体，如架空轨道或高架索道等的框架或方格结构大多由铁、钢、铝和塑料材料制成。这些框架或方格结构的型材一般是由铝或塑料制成，每个型材都是用机械固定的手段或粘合的方法相互组装。

往框架结构上安装衬里(例如面板)和其它功能元件(例如塑料板、复合板或玻璃)以及支座，即支承元件(如托架或型材的连接元件)和附件(例如车门锁、车门铰链、脚踏板等)。

框架结构的型材如今大多作为复合件由一块制成或至少为同样的材料(大多为铝)制成。另外众所周知的还有，在采用框架结构时，在两个金属异型件之间填入一种绝缘材料。

在每一个型材面上，一般在内面常常需要有不同的横截面结构，以便安装诸如支座、壁面元件、衬里件或附件。

“内面”和“内置的”或“内部的”应被理解为面向驾驶室和运输物体内部空间的面；而“外面”和“外置的”或“外部的”则认为是背向驾驶室或运输物体内部空间的面。

另外，还常常需要将型材横截面的局部抗剪切和拉伸力的能力增强到一定的超出平均的负荷范围。

本发明的任务是提供一种框架结构的结构支撑件，其重量轻，能够进行局部特殊增强，以保证简单地加装连接型材的支座、衬里元件和附件，如车门铰链或车门锁，并且具有最佳可控的碰撞性能和碰撞变皱性能以及高的强度和好的绝缘。结构支撑件不仅仅对于作用的纵向力和横向力，而且还应对剪切力都表现出极其稳定的和抗断裂和抗弯曲的能力。

本发明的实施方案是，结构支撑件的型材横截面至少包含两个异型件，并且至少这两个异型件是由不同的材料制成的，其中一个异型件主要由金属制成，而另一个异型件则主要由塑料制成。结构支撑件的型材横截面最好由两种异型件组成，一个异型件最好完全由金属制成，而另一个异型件最好完全由塑料制成。

框架或方格结构可以完全或部分地由本发明的结构支撑件组成。

由金属制成的异型件(金属异型件)最好由诸如铁、镀锌铁、钢、黄铜、铝及其合金或镁及其合金等铁质或非铁质金属制成。金属异型件最好是由金属，特别是铝或其合金制成的挤压型材。金属异型件可以沿其纵向任意改变形状，其横截面结构也可以被改变，此时异型件横截面结构可以通过弯曲、变形、切割方法局部、分段或整个地脱开或改变为其它形式。金属异型件的壁厚，特别是由铝制成的金属异型件壁厚，应为1.5～7毫米，此较好的为2～5毫米，理想的为3毫米左右。

由塑料制成的异型件(塑料异型件)应由加强的，最好是由纤维加强塑料制成。作为加强纤维，尤其可以采用矿物类纤维，如玻璃纤维、碳或石墨纤维、金属纤维、陶瓷纤维或由纤维素衍生物或聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚烯烃、聚酯、聚胺制成的纤维或芳族聚酰胺纤维等；或采用天然纤维，如纤维类硅酸盐矿物质、黄麻类、西沙尔麻类、大麻类以及棉花类等。塑料也可以是由上述材料制成的机织物、针织品、网状或无纺布类加强塑料。加强材料也可以由合适的材料(例如上述材料)做成的层、棒、片或箔状加入到塑料中。优先采用玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维，理想的情况是采用压制的方法将纤维加工成粗纱、机织物、窝卵或多轴向窝卵形制品，其中纤维应按规定沿型材纵向定位。

塑料件的纤维含量例如占体积的40～60％。

由于尤其在采用纤维机织物等情况下，加强塑料件型材的纤维是沿着一个或几个方向，尤其是沿型材纵向定位，因此塑料异型件相对于剪切力和横向力的承载能力和强度较低。这个缺点通过采用金属异型件补充塑料异型件来消除之。

另外，塑料除可含加强纤维以外，也可含充填材料，它可以是粗粒或细料和小片状等。填充材料，诸如碳酸钙、高岭土、玻璃、云母、滑石、硅酸盐、硅灰石或二氧化铝等降低塑料的热力学膨胀系数(热胀系数)。如二氧化铝和二氧化锑等填充材料可以被用来提高塑料的耐火强度，而如云母和硅酸盐填充材料则用来提高塑料的耐化学能力。锡金属粉末和石墨或碳黑一类的导电填充材料被应用是为了避免塑料的静电荷。诸如石灰石、碳粒或二氧化钛等充填材料可以用来作为涂料。

加强塑料中的塑料和压模成型塑料(Matrix-bildendeKunststoff)可以是一种热固性的塑料(以下称为热固性塑料)或是一种热塑性的塑料(以下称为热塑性塑料)。