用于制造结构构件组的方法以及结构构件组与流程

本发明涉及一种用于制造尤其是用于机动车的结构构件组的方法，所述结构构件组包括由纤维增强塑料制成的至少一个第一型材构件和用于建立第一型材构件与另一型材构件的节点连接的至少一个连接构件。本发明还涉及一种尤其是用于机动车的结构构件组，其包括由纤维增强塑料制成的至少一个第一型材构件和用于建立所述至少一个第一型材构件与至少另一型材构件之间的节点连接的至少一个连接构件。

背景技术：

为了制造更轻且同时更稳定和可支承的车辆结构(如车身构件)，目前使用由纤维增强塑料制成的型材构件，所述型材构件例如以注射法或灌注法制造。各型材在其制造后相互连接或与其它相邻的结构构件连接。所述连接大多通过包括多个彼此粘接或螺纹连接的零部件的节点连接实现。例如，待连接型材可被封闭在至少两个壳之间。所述壳在此由金属材料(如铝、钢等)或由聚合物材料(如塑料)制成并且根据材料以各种现有的制造方法制成。接着组装型材构件与连接构件。

技术实现要素：

与这种现有技术相比，本发明提供一种用于制造结构构件组的方法或一种结构构件组，其具有安装费用低以及制造简单的特点。

为此，开头所提类型的方法包括下述步骤：

a)提供模具，该模具包括至少一个半模，所述半模具有型腔，该型腔大致相应于待制造的第一型材构件连同至少一个一体成形在该第一型材构件上的连接构件；

b)将一件式或多件式纺织增强材料、尤其是纺织半成品放入模具中；

c)将可流动的塑料材料输入模具中，以便浸透纺织增强材料；并且

d)硬化和/或冷却塑料材料。

根据本发明，在制造第一型材构件时，节点连接的至少一个连接构件与该型材构件在一个唯一的制造过程中一体制造。为此，模具具有所谓的接近最终轮廓的型腔，该型腔在很大程度上相应于待制造的、包括连接构件的型材构件并且因此不再需要或仅需对获得的结构构件组进行少许再加工。借助根据本发明的方法可相对于目前常见的制造方法减少用于制造结构构件组的单个过程的数量。也可在随后连接多个型材构件时降低安装费用，因为至少无需定位和固定连接构件。这在可接近性有限的装置中尤为有利。此外可避免使用粘合剂以及随之而来的组装机械性能不希望的降低、如较低的整体刚度，其可因使用具有低弹性模量的粘合剂而引起。

根据一种优选实施方式，纺织增强材料包括用于型材构件的第一纺织半成品以及至少一个用于连接构件的第二纺织半成品，它们在模具中相互接触。即至少为型材构件使用常见的半成品。通过将半成品相对于彼此设置可在随后输入塑料材料时实现型材构件和连接构件的特别稳定的连接。

纺织半成品优选涉及所谓的纤维预制品，其可构造为由玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维(aramidfaser)制成的编织物、纺织物、稀松布、绣制物或其它纤维针织物。

尤其是纺织半成品通过塑料材料彼此连接。连接构件因此在输入塑料材料及其随后硬化和/或冷却时直接树脂连接到型材构件上。

优选地，连接构件具有用于节点连接的壳部。在该壳部中则可放入一个或多个其它型材构件并借助另外的壳完成连接。

为了实现纺织增强材料的良好的可浸润性，型腔优选具有限定的浇注系统。

在第一种方法变型方案中，方法步骤c)以灌注法、尤其是在真空条件下进行。为此将纺织半成品放入半模内，在此流体和气体密封膜用作模具配合件。模具被抽真空并且塑料材料借助负压被输送通过型腔。

同样，模具可具有两个半模，它们在关闭状态中构成型腔。

优选地，方法步骤c)以注射法、即所谓的树脂传递模塑成型(简称rtm)进行。在此在热塑性材料的情况下也被称为树脂的塑料材料在压力下被注射到封闭的模具中并且浸透之前放入模具中的纺织增强材料。

作为替代方案也可想到所谓的层合法或压制法、尤其是湿压制法。

上述任务也通过开头所提类型的结构构件组解决，其中，连接构件与第一型材构件由纤维增强塑料一体制成。由此可减少用于制造结构构件组的单个过程的数量。与现有技术相比安装费用也降低，因为至少一个连接构件已经与型材构件连接。

优选地，连接构件在制造结构构件组时直接与型材构件连接。因此实现特别稳定的连接。

此外，所有关于本发明方法提到的扩展方案和优点当然也适用于根据本发明的结构构件组。

附图说明

本发明的其它特征和优点由下述参考附图的优选实施例说明给出。附图如下：

图1示出在本发明方法中使用的模具半部的示意性俯视图；

图2示出在放入纺织增强材料后图1的模具半部的示意性俯视图；

图3示出在输入可流动的塑料材料后图2的模具半部的示意性俯视图；以及

图4示出根据本发明的结构构件组的透视图。

具体实施方式

图1示意性示出用于由纤维增强塑料制造结构构件组的模具10，该模具10包括下半模12和在附图中为清楚起见未示出的上半模。模具10具有型腔14，所述型腔由上半模和下半模12中的相对应的凹进形成并且具有细长区域16和与之连接的半壳状区域18。

由此型腔14相应于待制造结构构件组20的最终轮廓，该结构构件组在图4中示出并且包括第一型材构件22(相应于型腔14的细长区域16)和至少一个一体成形在第一型材构件上的连接构件24，该连接构件24相应于半壳状区域18。

为了制造结构构件组20，向型腔14中放入用于型材构件22的呈第一纺织半成品26形式的纺织增强材料以及用于连接构件24的呈第二纺织半成品28形式的纺织增强材料，所述纺织半成品26和28在模具10中或者说型腔14中相互接触并重叠，其方式是，纺织半成品28置放于纺织半成品26上(参见图2)。纺织半成品26、28涉及所谓的例如由纺织编织物制成的纤维预制品。

关闭模具10，并且通过限定的浇注系统将可流动的塑料材料30在压力下注射到密封且必要时预先抽真空的模具10中，其中，塑料材料30浸透纺织半成品26、28(图3)。这两个半成品26、28通过塑料材料30彼此连接。因此连接构件24直接与型材构件22连接。

在塑料材料30硬化和/或冷却并且必要时对其进行少许再加工之后，可从模具10中取出图4所示的、完成的结构构件组20，该结构构件组包括型材构件22连同“树脂连接”(在热固性塑料的情况下)的连接构件24。

连接构件24具有用于容纳在附图中未示出的另一型材构件的凹部32并且因此构成用于将型材构件22与所述另一型材构件节点连接的半壳。

代替所描述的注射方法、即所谓的树脂传递模塑成型(rtm)，当然也可想到任何其它常用于制造纤维增强塑料的方法、如真空灌注法。

本发明方法的重要优点在于降低了安装费用、减少了单个过程步骤并且提高了结构构件组的机械特性。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种用于制造尤其是用于机动车的结构构件组(20)的方法，所述结构构件组包括至少一个由纤维增强塑料制成的第一型材构件(22)和至少一个用于建立第一型材构件与另一型材构件的节点连接的连接构件(24)，该方法包括下述步骤：提供模具，其包括至少一个半模，所述半模具有型腔，该型腔大致相应于待制造的第一型材构件(22)连同至少一个一体成形其上的连接构件(24)；将一件式或多件式纺织增强材料、尤其是纺织半成品放入模具中；将可流动的塑料材料输入模具中，以便浸透纺织增强材料；并且硬化和/或冷却塑料材料。

技术研发人员：T·弗莱明;T·普罗伊斯;B·施陶特;F·什皮克尔
受保护的技术使用者：宝马股份公司
技术研发日：2015.10.30
技术公布日：2017.08.18