用于连接空心型材的方法 |
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| 申请号 | CN201510145882.5 | 申请日 | 2015-03-30 | 公开(公告)号 | CN104976500A | 公开(公告)日 | 2015-10-14 |
| 申请人 | F·波尔希名誉工学博士公司; | 发明人 | M·弗雷格; P·席耐尔; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于将多个空心 型材 (1-4)连接在一个接头(10)中以便产生承重结构(5)的方法。为了简化具有空心型材的稳定的承重结构的制造，这些空心型材(1-4)以相互面对的末端被放在一个模具中并且与至少一个半成品产品一起被 挤压 以便将这些空心型材的相互面对的末端牢固地连接至该半成品产品上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于将多个空心型材(1-4)连接在一个接头(10)中以产生承重结构(5)的方法，其特征在于，这些空心型材(1-4)以相互面对的末端被放在一个模具中并且与至少一个半成品产品一起被挤压，以便将这些空心型材的相互面对的末端牢固地连接至该半成品产品上。 |
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| 说明书全文 | 用于连接空心型材的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于将多个空心型材连接在一个接头中以便产生承重结构的方法。本发明另外涉及一种具有多个空心型材的承重结构，这些空心型材通过此类型的方法以相互面对的末端在一个接头中牢固地连接在一起。此外，本发明涉及一种具有此类型承重结构的机动车辆。 背景技术[0002] 德国特许公开说明书DE 10 2008 061 463 A1披露了一种荷载引入装置和一种结构部件，该结构部件包括至少一个纤维复合部件，该至少一个纤维复合部件具有至少一个插入部分，该至少一个插入部分连接至该结构部件上并且形成一个荷载路径，其中该插入部分是由非金属材料形成的。德国特许公开说明书DE 10 2011 114 676 A1披露了一种纤维增强塑料复合部件，该部件包括至少一个纤维层，该至少一个纤维层存在于具有至少两种基质材料的一种复合材料中。德国特许公开说明书DE 10 2012 016 666 A1披露了用于将至少两个型材、尤其是由纤维增强塑料构成的空心型材梁以成角度的方式连接在一起的一种接头元件，其中该接头元件是由轻金属或塑料或纤维增强塑料形成。 发明内容[0003] 本发明的目的是简化具有空心型材的稳定的承重结构的制造，这些空心型材通过相互面对的末端在一个接头中牢固地连接在一起。 [0004] 1.一种用于将多个空心型材(1-4)连接在一个接头(10)中以产生承重结构(5)的方法，其中这些空心型材(1-4)以相互面对的末端被放在一个模具中并且与至少一个半成品产品一起被挤压以便将这些空心型材的相互面对的末端牢固地连接至该半成品产品上。 [0005] 2.如前述1所述的方法，该半成品产品部分地环绕这些空心型材(1-4)的相互面对的末端。 [0006] 3.如前述1所述的方法，该半成品产品完全环绕这些空心型材(1-4)的相互面对的末端。 [0007] 4.如以上1至3之一所述的方法，这些空心型材(1-4)以其相互面对的末端被放在该模具中并且与至少一个可模制且可固化的片状纤维/塑料复合半成品产品一起被挤压以便在该接头(10)的模制和固化过程中将这些空心型材的相互面对的末端牢固地连接至该片状纤维/塑料复合半成品产品上。 [0008] 5.如以上1至4之一所述的方法，一种片材模塑料SMC被用作该片状纤维/塑料复合半成品产品。 [0009] 6.如以上1至5之一所述的方法，这些空心型材(1-4)是由一种纤维/塑料复合材料形成的。 [0010] 7.如以上1至6之一所述的方法，这些空心型材(1-4)包括一个泡沫芯。 [0011] 8.如以上1至7之一所述的方法，该半成品产品是由与这些空心型材类似或相同的材料形成。 [0012] 9.一种承重结构(5)，具有多个空心型材(1-4)，这些空心型材通过如以上1至8之一所述的方法以相互面对的末端在一个接头(10)中被牢固地连接在一起。 [0013] 10.一种机动车辆，具有如上述9所述的一种承重结构(5)。 [0014] 在用于将多个空心型材连接在一个接头中以便产生承重结构的方法中实现了该目的，在于：这些空心型材以相互面对的末端被放在一个模具中并且与至少一个半成品产品一起被挤压，以便将这些空心型材的相互面对的末端牢固地连接至该半成品产品上。该承重结构优选地是机动车辆的承重结构。为了将这些空心型材连接至该半成品产品上，可以使用粘结剂。根据本发明的另外一方面，可以不使用粘结剂来将这些空心型材连接至该半成品产品上。例如，这是因为该半成品产品包括没有固化的树脂。 [0015] 该方法的优选示例性实施例的特征在于，该半成品产品部分地环绕这些空心型材的相互面对的末端。该半成品产品可以被模制成例如使得，生产了在一侧上打开的多个开口以用于这些空心型材。 [0016] 该方法的另外一个优选示例性实施例的特征在于，该半成品产品完全环绕这些空心型材的相互面对的末端。因此，实现了这些空心型材与该半成品产品之间的形状配合和粘合连接的产生。在制造过程中，这些半成品产品能以将其相互面对的末端被插入多个开口之中，这些开口被提供在该半成品产品中以用于容纳这些半件型材。 [0017] 该方法的另外一个优选示例性实施例的特征在于，这些空心型材以其相互面对的末端被放在该模具中并且与至少一个可模制且可固化的片状纤维/塑料复合半成品产品一起被挤压，以便在该接头的模制和固化过程中将这些空心型材的相互面对的末端牢固地连接至该片状纤维/塑料复合半成品产品上。该可模制的且可固化的片状纤维/塑料复合半成品产品包含例如一种也被称为树脂或热固材料的热固性塑料材料。该树脂初始地处于液体形式并且在挤压过程中、优选地在热量作用下由于化学反应而发生交联。交联也称为固化。由于该树脂，能以简单的方式在挤压过程中、优选地在热量作用下、在交联或固化过程中、在没有额外使用粘结剂的情况下在这些空心型材与该半成品产品之间产生稳定的连接。 [0018] 该方法的另外一个优选示例性实施例的特征在于，使用一种片材模塑料SMC作为该片状纤维/塑料复合半成品产品。在该片材模塑料的加工过程中，片状的半成品产品通过压缩模制、例如挤出而形成其最终形状并进行固化。该半成品产品包括以杂乱或酸菜(sauerkrautartig)状的方式包含在一种载体材料中的纤维。该载体材料包括可固化树脂。这些纤维例如是碳纤维。 [0019] 该方法的另外一个优选示例性实施例的特征在于，这些空心型材是由一种纤维/塑料复合材料形成的。该纤维/塑料复合材料优选地包括碳纤维以用于产生加强作用。 [0020] 该方法的另外一个优选示例性实施例的特征在于，这些空心型材包括泡沫芯。该泡沫芯有利地是由一种塑料泡沫、尤其由一种刚性泡沫而产生的。该泡沫芯从内部支撑该空心型材。因此，这些空心型材的强度和刚度以一种简单的方式被显著地增大。另外，在给定了这些空心型材的对应设计的情况下，可以减小纤维含量、尤其是碳纤维含量，因为该泡沫芯增大了稳定性。另外，该泡沫芯使得更容易压力配合该半成品产品，因为该泡沫芯在该半成品产品与这些空心型材一起被挤压时防止这些空心型材在所施加的压力下发生不希望的塌陷。除此之外，还提供了以下优点：在该半成品产品与这些空心型材一起被挤压时不必将一个内芯插入这些空心型材中。 [0021] 该方法的另外一个优选示例性实施例的特征在于，该半成品产品是由与这些空心型材类似或相同的材料形成。由于使用了相同的材料，例如，可以防止该承重结构中的不希望的热应力，因为这些材料具有相同的或类似的膨胀系数。 [0022] 本发明另外涉及一种具有空心型材的承重结构，这些空心型材通过以上所描述的方法以相互面对的末端在一个接头中牢固地连接在一起。通过根据本发明的方法，可以用一种简单的方式来生产非常稳定的承重结构。 [0024] 本发明的进一步的优点、特征和细节可以从以下说明中获得，其中通过参照附图详细说明了不同的示例性实施例，在附图中： [0025] 图1示出了根据本发明的具有空心型材的承重结构的透视图，这些空心型材以相互面对的末端在一个接头中牢固地连接在一起； [0026] 图2示出了图1的接头的一个示例性实施例的透视图，并且 [0027] 图3同样以透视图示出了图2的接头的一个变体。 具体实施方式[0028] 图1中以透视图展示了四个空心型材1至4。为了生产一个承重结构5，这些空心型材1至4在其相互面对的末端处在一个接头10中牢固地连接在一起。在其远离接头10的末端处，空心型材1至4具有端件11至14。 [0030] 空心型材1至4同样是由一种碳纤维增强塑料材料形成的。为了提高空心型材1至4的稳定性，这些空心型材在其内部具有一个泡沫芯。该泡沫芯优选地是由塑料材料制成的一个刚性泡沫芯。 [0031] 具有该泡沫芯的空心型材1至4例如是通过拉挤成型法、预浸坯料压缩模制法或RTM来制造。拉挤成型法是可以快速且容易地生产纤维增强塑料型材的方法的名称。 [0032] 预浸坯料是具有塑料基质的半成品产品的名称，在该塑料基质中嵌入了纤维、尤其是连续纤维。该塑料基质优选地是还没有固化的一种树脂。 [0033] 字母RTM代表树脂传递模制。RTM表示还被称为传递模制的方法。与压缩模制相比，在传递模制过程中，将一种模制材料注入一个模具中，该模制材料在该模具中在热和压力下固化。 [0034] 空心型材1至4被该泡沫芯从内部支撑。因此，可以显著地增大空心型材1至4的强度和刚度。另外，由于该泡沫芯有助于稳定性，所以可以减小空心型材1至4的纤维含量。 [0035] 根据本发明的一个方面，为了生产接头10，使用了一种片材膜塑料SMC。该片材模塑料SMC有利地包括碳纤维。包含SMC的碳纤维也称为C-SMC。通过SMC可以将空心型材1至4牢固地连接在一起。 [0036] SMC半成品产品与空心型材1至4之间的连接可以通过粘结剂粘接来进行。但是尤其有利的是，空心型材1至4与SMC半成品产品之间的连接是通过将SMC半成品产品与被放在该模具中的空心型材1至4一起直接挤压来实现的。 [0037] 尤其有利的是，在接头10的制造过程中使用了同一种材料来生产空心型材1至4和SMC半成品产品。由于使用了相同的材料，所以可以防止成品的承重结构5中出现不希望的应力。另外，由于压力配合，可以省却该粘结剂的施加。 [0038] 图2以透视图展示了可以用来生产接头10的复合本体20。复合本体20具有总共四个开口21至24，这四个开口用于容纳图1中的空心型材1至4的相互面对的末端。 [0039] 开口21至24在其下侧上是开放的。这使得更容易将这些空心型材1至4与复合本体20放在该模具中。在放置在该模具(未展示)中的过程中，该复合本体优选地被安排成其下侧朝上。 [0040] 图3以透视图展示了同样可以用来生产图1中的接头10的复合本体30。复合本体30包括总共四个开口31至34以用于容纳空心型材1至4的相互面对的末端。与图2所展示的复合本体20相比较，图3所展示的复合本体30中的开口31至34被实施成使得它们完全环绕这些空心型材1至4的相互面对的末端。 [0041] 在承重结构5的制造过程中，容易地将空心型材1至4以其相互面对的末端插入复合本体30的开口31至34中。接着，将处于被插入状态下的空心型材1至4与复合本体30挤压在一起并且优选地加热以生产图1中的接头10、或使之固化或交联。 |
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