[发明专利]复合材料车辆横向构件

说明书

由连续纤维增强的聚合物材料制成而不需要金属结构增强物的车辆横向构件。横向构件包括多于一种的纤维增强的材料组成，包括沿着横向构件的横杆的不同的纵向部分的不同量和/或类型的纤维增强物。在将横杆的两个半部分组装在一起以形成横向构件之前，附接点和加强肋可以包覆成型在横杆的表面上。

技术领域

本公开内容一般涉及用于车辆的结构构件，并且更具体地涉及跨车辆横向延伸的结构横向构件。

背景技术

在过去的几十年中，塑料和其它聚合物材料已经逐渐替换了各种车辆组件中的金属材料。当替换传统的金属部件时，此类基于聚合物的材料通常提供重量节约或成本节约。然而，在车辆构造中长期持续主要使用金属材料的一个领域是结构组件。基于聚合物的材料通常不具有在此类应用中所需的强度或刚度。虽然已经尝试部分替换在此类应用中的金属材料，但结果仅仅是将金属部分替换成使用金属和塑料的组合的混合型结构。

在一个实例中，HASL的第8,950,802号美国专利提出了一种用于机动车辆的结构部件，所述结构部件包括注塑成型的壳式结构，所述壳式结构具有在壳的中空部件中成型的增强肋。但成型的部件本身结构上不足并且需要将钢条成型进塑料中以达到具有用于车辆的足够的强度和刚度的结构部件。

发明内容

示例性的车辆横向构件配置成用于附接至车体的横向相对侧，并且包括在纵向方向上延伸的横杆，使得当附接至车体时横杆跨车体横向延伸。横杆由具有沿着纵向方向的多种不同的材料组成的纤维增强的聚合物材料制成。

在各种实施方案中，多种不同的材料组成包括在横杆的过渡区域处相交的第一材料组成和第二材料组成。第一材料组成沿着横杆的第一部分在第一安装凸缘与过渡区域之间是均匀的，并且第二材料组成沿着横杆的第二部分在第二安装凸缘与过渡区域之间是均匀的。

在各种实施方案中，第一安装凸缘包括第一材料组成，并且第二安装凸缘包括第二材料组成。

在各种实施方案中，横杆的每个部分包括纵向连续的纤维加强物，所述纤维加强物各自具有在过渡区域处的端部。

在各种实施方案中，多种不同的材料组成中的一种包括碳纤维增强物，并且多种不同的材料组成中的另一种基本上不含碳纤维增强物。

在各种实施方案中，多种不同的材料组成中的每一种包括聚合物部分和纤维部分，聚合物部分在多种不同的材料组成中是相同的，并且纤维部分在多种不同的材料组成中是不同的。

在各种实施方案中，横杆是管状的并且沿着中心轴线在第一安装凸缘与第二安装凸缘之间延伸，使得纤维增强的聚合物材料在安装凸缘之间与中心轴线径向间隔开。

在各种实施方案中，横杆由两个轮廓段形成，其中所述轮廓段的凹面面向彼此。轮廓段沿着一对沿着纵向方向延伸的接头附接在一起。

在各种实施方案中，横向构件包括沿着横杆的内表面和外表面延伸的包覆成型件。包覆成型件包括加强肋和附接特征部。附接特征部定位并且配置成将横向构件固定至车体。

在各种实施方案中，附接特征部沿着第一安装凸缘和第二安装凸缘定位。

在各种实施方案中，包覆成型件包括中心腿，所述中心腿远离横杆延伸至包括一个附接特征部的端部。

在各种实施方案中，横杆是管状的，并且至少一些加强肋定位在管状横杆内。

在各种实施方案中，横向构件包括沿着横杆的外表面形成的接头。接头由包覆成型材料形成，并且将横杆的一个轮廓段连接至横杆的另一个轮廓段。

在各种实施方案中，包覆成型件至少部分地覆盖横杆的过渡区域，在所述过渡区域处多种不同的材料组成中的两种相交。