覆蓋件與車身金屬構件的連接方法及所采用的連接裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，通過采用使應力能夠得以釋放的連接裝置連接所述覆蓋件與所述車身金屬構件，連接裝置至少設置一個，覆蓋件為采用碳纖維復合材料制成。本發明覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，通過設置連接裝置連接碳纖維復合材料的覆蓋件與車身金屬構件，連接裝置可以起到緩沖和釋放裝配件在使用過程中因冷熱交替和熱膨脹系數不同而導致在連接部位產生應力，避免連接部位處出現應力集中的問題，確保結構的穩定性。本發明還提供了一種用于連接覆蓋件與車身金屬構件的連接裝置。
【專利說明】
覆蓋件與車身金屬構件的連接方法及所采用的連接裝置
技術領域
[0001 ]本發明涉及復合材料和汽車零部件領域，具體地說，本發明涉及一種碳纖維復合材料覆蓋件與車身金屬構件的連接方法及所采用的連接裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，面對日益惡化的環境和石油資源對外依存度高的現實，汽車輕量化成為國家節能減排戰略的迫切需要，更成為車企提高核心能力的現實需求。而碳纖維增強樹脂基復合材料具有比強度高、比模量高、耐疲勞性優良、性能可設計和易于整體成型等許多優異特性，已廣泛用于航空航天等工業領域。
[0003]在汽車工業方面，采用碳纖維增強樹脂基復合材料取代傳統的鋼鐵材料可以實現減重30%?50%，具有巨大的應用潛力。碳纖維復合材料件在汽車上的應用大部分采用膠接連接，而對于有拆卸維修需求的件需要使用螺栓進行緊固連接，但是由于碳纖維增強樹脂基復合材料與車身金屬構件存在熱膨脹系數差異大的問題，且由于車身覆蓋件面積大，變形量相對較大，在使用過程中易因冷熱變化而導致在連接部位產生應力集中，對結構穩定性帶來潛在的不利影響。
【發明內容】
[0004]本發明提供一種碳纖維復合材料覆蓋件與車身金屬構件的連接方法及所采用的連接裝置，目的是避免使用過程中在連接部位出現應力集中的問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，通過采用使應力能夠得以釋放的連接裝置連接所述覆蓋件與所述車身金屬構件，連接裝置至少設置一個，覆蓋件為采用碳纖維復合材料制成。
[0006]覆蓋件為采用碳纖維增強樹脂基復合材料制成。
[0007]所述車身金屬構件為采用鋁合金或碳鋼材質制成。
[0008]所述連接裝置包括卡箍和螺釘，裝配時，將卡箍套在所述覆蓋件上，然后使用螺釘連接卡箍、覆蓋件和所述車身金屬構件。
[0009]所述卡箍具有相連接的第一連接部件和第二連接部件，第二連接部件夾緊在所述覆蓋件與所述車身金屬構件之間，用于釋放裝配件在使用過程中因冷熱因素和熱膨脹系數不同而產生的熱應力。
[0010]所述覆蓋件具有讓所述螺釘穿過的安裝孔，該安裝孔為腰形孔，裝配時可根據實際情況調整覆蓋件與汽車車身上其它部件之間的配合度。
[0011]本發明還提供了一種用于連接覆蓋件與車身金屬構件的連接裝置，包括相連接且用于夾緊所述覆蓋件的第一連接部件和第二連接部件，使應力能夠得以釋放的第二連接部件用于夾在所述覆蓋件與所述車身金屬構件之間。
[0012]所述第一連接部件包括與所述第二連接部件相配合夾緊所述覆蓋件的第一夾板，第一夾板具有讓螺釘穿過的通孔。
[0013]所述第二連接部件包括與所述第一夾板為相對設置的第二夾板以及設置于第二夾板上且用于與所述車身金屬構件接觸的兩個凸臺，兩個凸臺均具有讓螺釘穿過的螺孔。
[0014]所述第一連接部件和所述第二連接部件為一體成型，且為采用鋁合金材質或者鍍鋅碳鋼材質制成。
[0015]本發明覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，通過設置連接裝置連接碳纖維復合材料的覆蓋件與車身金屬構件，連接裝置可以起到緩沖和釋放裝配件在使用過程中因冷熱交替和熱膨脹系數不同而導致在連接部位產生應力，避免連接部位處出現應力集中的問題，確保結構的穩定性。
【附圖說明】
[0016]圖1為覆蓋件與車身金屬構件裝配后的結構示意圖；
[0017]圖2為連接裝置的結構示意圖；
[0018]圖3為連接裝置與覆蓋件和車身金屬構件的分解示意圖；
[0019]上述圖中的標記均為:1、螺釘；2、墊片；3、覆蓋件；31、安裝孔;4、車身金屬構件；41、螺孔;5、卡箍;51、通孔;52、螺孔;53、第一夾板;54、第二夾板;55、連接桿;56、第一耳部；57、第一凸塊;58、第二耳部;59、第二凸塊。
【具體實施方式】
[0020]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本發明的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。
[0021]如圖1至圖3所示，本發明提供了一種覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，通過采用使應力能夠得以釋放的連接裝置連接覆蓋件與車身金屬構件，連接裝置至少設置一個，覆蓋件為采用碳纖維復合材料制成。由于覆蓋件與車身金屬構件是采用兩種不同材質制成的，考慮到不同材質的熱膨脹系數不同，通過設置連接裝置連接碳纖維復合材料的覆蓋件與車身金屬構件，連接裝置可以起到緩沖和釋放裝配件在使用過程中因冷熱交替和熱膨脹系數不同而導致在連接部位產生應力，避免連接部位處出現應力集中的問題，確保結構的穩定性。
[0022]作為優選的，覆蓋件為采用碳纖維增強樹脂基復合材料制成。碳纖維為大于12K的碳纖維織物;樹脂基體為熱固性樹脂，如基準環氧樹脂、韌性環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂等。車身金屬構件為采用鋁合金或碳鋼材質制成。
[0023]如圖1至圖3所示，本發明還提供了一種用于連接覆蓋件與車身金屬構件的連接裝置，包括卡箍5和螺釘I。裝配時，將卡箍5套在覆蓋件上，然后使用螺釘I連接卡箍5、覆蓋件和車身金屬構件。
[0024]具體地說，如圖1至圖3所示，卡箍5包括相連接且用于夾緊覆蓋件的第一連接部件和第二連接部件，使應力能夠得以釋放的第二連接部件用于夾在覆蓋件與車身金屬構件之間。覆蓋件與車身金屬構件裝配完成后，第二連接部件夾緊在覆蓋件與車身金屬構件之間，用于釋放裝配件在使用過程中因冷熱因素和熱膨脹系數不同而產生的熱應力。
[0025]作為優選的，如圖3所示，覆蓋件具有讓螺釘I穿過的安裝孔31，該安裝孔31為沿覆蓋件厚度方向貫穿設置的通孔，且該安裝孔31為腰形孔，安裝孔31的長度大于螺釘I的直徑，安裝孔31的長度方向并與覆蓋件的長度方向相垂直。由于碳纖維復合材料的覆蓋件在存放過程中有可能會發生輕微變形的情況，通過在覆蓋件上設置腰形孔，裝配時可根據實際情況調整覆蓋件與車身金屬構件和汽車車身上其它部件之間的配合度，以便于兩者裝配時配合度的調整。
[0026]如圖1至圖3所示，作為優選的，第一連接部件包括與第二連接部件相配合夾緊覆蓋件的第一夾板53，第一夾板53具有讓螺釘I穿過的通孔51，該通孔51為沿第一夾板53厚度方向貫穿設置的圓孔。在裝配時，將第一夾板53上的通孔51與覆蓋件上的安裝孔31對齊，使通孔51和安裝孔31處于同一中心線上。第一夾板53用于與覆蓋件的外表面接觸，螺釘I依次穿過通孔51和安裝孔31后，插入第二連接部件和車身金屬構件上所設的孔中，相應在車身金屬構件上也設有讓螺釘I擰入的螺孔41。
[0027]如圖1至圖3所示，作為優選的，第二連接部件包括與第一夾板53為相對設置的第二夾板54以及設置于第二夾板54上且用于與車身金屬構件接觸的兩個凸臺，兩個凸臺均具有讓螺釘I穿過的螺孔52。第一夾板53和第二夾板54大致處于相平行的狀態，第一夾板53和第二夾板54之間形成容納覆蓋件的卡槽。第一連接部件還包括用于連接第一夾板53和第二夾板54的連接桿55，連接桿55的一端與第一夾板53固定連接，另一端與第二夾板54固定連接。第一夾板53的尺寸大于第二夾板54的尺寸，連接桿55優選為L形結構，連接桿55的一端與第一夾板53為垂直連接，連接桿55的另一端與第二夾板54固定連接，形成卡箍5的U型主體結構。
[0028]作為優選的，連接桿55可以設置相平行的多個，相鄰連接桿55之間間隔一定的距離，提高卡箍5的整體強度。在本實施例中，如圖2所述，第一夾板53和第二夾板54為矩形平板，連接桿55共設置兩個，兩個連接桿55的兩端分別與第一夾板53和第二夾板54的端部固定連接，且兩個連接桿55的外側面分別與第一夾板53和第二夾板54的端部一側側面對齊，即兩個連接桿55分別在第一夾板53和第二夾板54的端部兩側邊緣處與第一夾板53和第二夾板54連接。
[0029]如圖1至圖3所示，作為優選的，設置于第二夾板54上的兩個凸臺分別為相對設置的第一凸臺和第二凸臺，第一凸臺和第二凸臺的形狀類似，且均大致呈L形結構。第二凸臺處于兩個連接桿55之間，第二凸臺和連接桿55與第二夾板54的同一端部固定連接，第一凸臺和第二夾板54上的與該端部相對的另一端部固定連接。第一凸臺具有與第二夾板54固定連接的第一耳部56和與第一耳部56固定連接的第一凸塊57，第一凸塊57用于與車身金屬構件接觸且與第二夾板54相平行，第一凸塊57上并設置一個螺孔52。第二凸臺具有與第二夾板54固定連接的第二耳部58和與第二耳部58固定連接的第二凸塊59，第二凸塊59用于與車身金屬構件接觸且與第二夾板54相平行，第二凸塊59上也設置一個螺孔52。第一凸塊57和第二凸塊59處于第一耳部56和第二耳部58之間，第一凸塊57的端面與第二凸塊59的端面之間具有縫隙。第一凸塊57上的螺孔52和第二凸塊59上的螺孔52為同軸設置且分別沿第一凸塊57和第二凸塊59厚度方向貫穿設置的圓孔，第一凸塊57上的螺孔52和第二凸塊59上的螺孔52且為非整圓孔，第一凸塊57上的螺孔52和第二凸塊59上的螺孔52的弧度大小相同且略小于180度。
[0030]如圖1至圖3所示，第二夾板54處于兩個凸臺和第一夾板53之間，兩個凸臺的第一耳部56和第二耳部58與第一夾板53為圓弧過渡連接，第一凸塊57和第二凸塊59處于與第二夾板54相平行的同一平面內，第一凸塊57和第二凸塊59并與第二夾板54之間間隔一定的距離。第一凸塊57和第二凸塊59上的螺孔52與第一夾板53上的通孔51為同軸設置，相應在第二夾板54上也設置有讓螺釘I穿過且與螺孔52和通孔51為同軸設置的一個通孔(圖中未示出)。裝配時，將覆蓋件插入第一夾板53和第二夾板54之間的卡槽中，并在第一夾板53的外表面上對應通孔51的位置處加上墊片2，然后將螺釘I依次穿過墊片2、第一夾板53上的通孔51、覆蓋件上的安裝孔31、第二夾板54上的通孔和凸臺上的螺孔52后，最終擰入車身金屬構件上螺孔41中，實現卡箍5與覆蓋件和車身金屬構件的緊固連接。由于連接裝置與覆蓋件和車身金屬構件為采用螺接的方式，便于后期拆卸維護。
[0031]作為優選的，第一夾板53和第二夾板54之間形成讓覆蓋件插入的卡槽，該卡槽的槽口寬度尺寸，也即第一夾板53和第二夾板54之間的距離要小于覆蓋件的厚度，以確保卡箍5能夠牢固地卡在覆蓋件上。覆蓋件的厚度與卡槽的槽口寬度尺寸之間的差值大小優選處于0.1mm至0.6mm范圍內，如設置為0.2mm、0.4mm或0.6mm。
[0032]作為優選的，第一連接部件和第二連接部件為一體成型，形成一體結構的卡箍5，且卡箍5為采用鋁合金材質或者鍍鋅碳鋼材質制成。用于制作螺釘I的材質可以是鈦合金材質、不銹鋼材質、鋁合金材質，也可以為普通鍍鋅碳鋼材質，優選鈦合金材質和不銹鋼材質。
[0033]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，其特征在于，通過采用使應力能夠得以釋放的連接裝置連接所述覆蓋件與所述車身金屬構件，連接裝置至少設置一個，覆蓋件為采用碳纖維復合材料制成。2.根據權利要求1所述的覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，其特征在于，覆蓋件為采用碳纖維增強樹脂基復合材料制成。3.根據權利要求1所述的覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，其特征在于，所述車身金屬構件為采用鋁合金或碳鋼材質制成。4.根據權利要求1至3所述的覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，其特征在于，所述連接裝置包括卡箍和螺釘，裝配時，將卡箍套在所述覆蓋件上，然后使用螺釘連接卡箍、覆蓋件和所述車身金屬構件。5.根據權利要求4所述的覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，其特征在于，所述卡箍具有相連接的第一連接部件和第二連接部件，第二連接部件夾緊在所述覆蓋件與所述車身金屬構件之間，用于釋放裝配件在使用過程中因冷熱因素和熱膨脹系數不同而產生的熱應力。6.根據權利要求4或5所述的覆蓋件與車身金屬構件的連接方法，其特征在于，所述覆蓋件具有讓所述螺釘穿過的安裝孔，該安裝孔為腰形孔，裝配時可根據實際情況調整覆蓋件與汽車車身上其它部件之間的配合度。7.用于連接覆蓋件與車身金屬構件的連接裝置，其特征在于，包括相連接且用于夾緊所述覆蓋件的第一連接部件和第二連接部件，使應力能夠得以釋放的第二連接部件用于夾在所述覆蓋件與所述車身金屬構件之間。8.根據權利要求7所述的用于連接覆蓋件與車身金屬構件的連接裝置，其特征在于，所述第一連接部件包括與所述第二連接部件相配合夾緊所述覆蓋件的第一夾板，第一夾板具有讓螺釘穿過的通孔。9.根據權利要求8所述的用于連接覆蓋件與車身金屬構件的連接裝置，其特征在于，所述第二連接部件包括與所述第一夾板為相對設置的第二夾板以及設置于第二夾板上且用于與所述車身金屬構件接觸的兩個凸臺，兩個凸臺均具有讓螺釘穿過的螺孔。10.根據權利要求7至9所述的用于連接覆蓋件與車身金屬構件的連接裝置，其特征在于，所述第一連接部件和所述第二連接部件為一體成型，且為采用鋁合金材質或者鍍鋅碳鋼材質制成。
【文檔編號】B62D27/06GK105835961SQ201610242730
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月19日
【發明人】陳大華, 秦玉林, 熊建民, 洪麗, 唐少俊, 張靜
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司