技术领域本发明涉及一种用于将纤维复合材料构件装配在夹紧连接系统的力流中的方法。
背景技术：
在将纤维复合材料构件夹紧固定时存在如下问题：由于纤维复合材料的沉陷特性，夹紧连接系统的预紧力随着时间的推移而减弱。所述沉陷(Setzen)是指材料在上紧夹紧连接系统时导入其内的预紧力作用下出现的屈服变形。这种效应例如在塑料中可能由于塑料在负荷下的蠕变而产生。为了减少预紧力的损失，例如在纤维复合材料的螺接系统中往其中置入金属衬套，然而这是费事且昂贵的。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种方法，借其可以更加简单地将纤维复合材料装配在夹紧连接系统中。为此，在用于将纤维复合材料构件装配在夹紧连接系统的力流中的方法中设置了下列步骤：-至少在装配区域内对纤维复合材料进行加热，和-对在装配区域内经加热的纤维复合材料进行局部挤压，使得纤维复合材料沉陷预定的程度，和-在装配区域内将纤维复合材料构件夹紧。基于对经加热的纤维复合材料的局部挤压，在装配区域内实现了一种加速的沉陷过程，在此过程中便已有益地使构件的厚度基本上如此程度地减少，该程度相应于在无预先挤压和加热情况下自然的沉陷过程。由于随着时间的推移材料发生更微弱(无关紧要)的进一步沉陷，故而夹紧连接系统的预紧力基本上保持不变，因为构件在夹紧连接系统的预紧力作用下仅仅还以微弱程度屈服变形。利用该方法，可以使夹紧力直接作用到纤维复合材料构件上，而夹紧连接系统的预紧力随着时间的流逝基本上不会减弱。优选地，在组装于夹紧连接系统中的步骤之前并且与此独立分开地执行所述加热和挤压的步骤，例如在一个特地为此所设的设备中。为了实施挤压，将构件例如插入一个具有与装配区域相符的加压面的冲头和一个支托面之间，其中，在冲头和支托面之间施加为使纤维复合材料局部沉陷所需的挤压力。为了在装配区域上产生局部的温度影响，例如可以对冲头和/或支托面进行加热。冲头的和/或支托面的温度在挤压期间可以为例如80至250℃，特别是约100℃。在此，在挤压期间或者在挤压之前优选使纤维复合材料构件被加热到80至250℃，特别是加热到约100℃。也可以直接对构件本身进行加热。这一点例如可以在挤压之前在外部的炉子中进行。如果纤维复合材料是导电性的，例如在使用碳素纤维的情况中，那么也可以通过直接的或者感应的电流流动将构件加热到所期望的温度。必要时所述加热可以保持局部地限于装配区域。已经表明：利用20至140MPa单位面积压力的挤压可提供良好的结果。挤压的持续时间例如可以为1至5分钟，特别是约3分钟。在另一变型方案中，在局部挤压之前便已经将构件的纤维复合材料装配在真正的夹紧连接系统中并且将该夹紧连接用于局部挤压，其中，至少在装配区域内对构件的纤维复合材料进行加热。在此，所述加热可以如上所述在装配之前通过在外部的炉子内进行加热和/或通过在挤压期间供热来实现，例如通过流过装配区域的电流流动或其他适当方式的局部加热。在此情况中，由夹紧连接来施加在挤压时为加速沉陷过程所需的挤压力。在装配区域经历了挤压过程并且构件重新冷却之后，最后将夹紧连接系统上紧，从而最终装配所述构件。可以在纤维复合材料构件中在装配区域内加工出例如至少一个用于紧固件的开孔，使得螺栓连接件能够穿过所述构件。作为纤维复合材料，特别是可以考虑采用纤维增强塑料，优选是具有聚合基质材料的这种纤维增强塑料。作为增强纤维，例如可以使用碳素纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和/或玄武岩纤维，然而也可以使用天然纤维，诸如大麻纤维。在使用长纤维(无端纤维)的情况下，可以将它们作为无纺网垫、编织物和/或纺织物埋置到基质中。附图说明下文将借助实施例参照附图进一步详细地说明本发明。附图中示出：图1为在实施本发明方法的第一步骤之前插入冲头和支托面之间的纤维复合材料构件的示意性剖视图；和图2为带有纤维复合材料构件的夹紧连接系统在本发明方法的第二步骤中的示意性剖视图。附图并非完全符合比例绘示。具体实施方式为了能够使纤维复合材料构件10(例如由碳素纤维增强塑料构成的构件)与另一构件12在夹紧连接系统14中连接(参见图2)，而通过该夹紧连接系统14施加的预紧力不会由于纤维复合材料的沉陷之故过分减弱，在制造夹紧连接系统14之前，在第一工艺步骤中对纤维复合材料构件10进行预处理。如图1示出的那样，为此将纤维复合材料构件10插入在支托面16与冲头18之间的一个设备内，其中，冲头18在其指向构件10的端部上具有一个加压面20，该加压面在形状和大小方面与以后的装配区域22相符。在冲头18与支托面16之间施加一个预定的、固定的表面挤压力P，该表面挤压力例如产生20与140MPa之间的压力。优选地，所施加的表面挤压力P等于或大于以后由夹紧连接所施加的预紧力。所施加的压力被保持一段时间，例如约3分钟。同时为了施加表面挤压力P，在此特别是在加压面20的区域内通过一个加热装置24对冲头18进行加热，所述加热装置确定一个预先给定的加热温度T。另外在这个实例中，同时还在装配区域22的范围内将支托面16加热到同样的温度T。然而也可以只对冲头18或只对支托面16进行加热。冲头18的和/或支托面16的温度T例如可以为约100℃，其中在此同样使构件10被加温到约100℃的温度。也可以通过其他方式对装配区域22进行加热，例如，在置入设备中之前在一个外部的炉子内或者在导电性的纤维复合材料中通过电流流过。由于压力及温度作用，构件10的纤维复合材料在冲头18的加压面20下方发生沉陷，使得构件10在装配区域22内的厚度减小。在图2中示出了这一点。挤压过程中的压力、时间和温度可依据本领域技术人员的判断处理针对于相应的构件相互协调匹配。例如，若在装配区域内使用较高的温度，那么就可以降低单位面积压力。在加热及挤压过程结束之后，将构件10从设备中取出并且现在可以对其进行继续加工。图2作为夹紧连接系统14的实例示出了在经过预处理的纤维复合材料构件10和另一构件12之间的螺栓-螺母-连接系统，其中出于清楚之原因而保有间距地表示出各个部件。在此，构件10在装配区域22内具有一个通孔26，螺栓穿过该通孔。通过螺栓头以及通过螺母，在已经由先前的沉陷过程压缩的装配区域22内施加一个夹紧力。在将夹紧连接系统14上紧之后，所施加的预紧力基本上保持不变，因为在装配区域22内纤维复合材料的沉陷过程已经基本上终结并且由此在预紧力作用下仅仅还发生无关紧要的厚度变化。在一种可能的变型方案中，还利用夹紧连接系统14来实施加速的沉陷过程，方式是：首先通过适当途径对装配区域22进行加热并上紧夹紧连接系统14。在纤维复合材料发生了所希望程度的沉陷并且构件重新得以冷却之后，将夹紧连接系统14以最终夹紧力固定上紧。